Brevet FR2534976A1 — publié le 19840427

La présente invention concerne un injecteur pour injection de combustible, destiné à alimenter en combustible un moteur à combustion interne, et du type comportant un corps d'injecteur, un alésage ménagé dans le corps, un siège délimité à une extrémité de l'alésage, une sortie depuis ladite extrêmité de l'alésage un élément de soupape pouvant coulisser à l'intérieur de l'alésage, ledit élément de soupape présentant une forme telle qu'il s'adapte audit siège, un passage à travers lequel, pendant le fonctionnement, le combustible peut s'écouler à haute pression pour agir sur une zone dudit élément de soupape de façon à soulever ce dernier en l'écartant dudit siège, permettant ainsi l'écoulement du combustible à travers ladite sortie et un moyen élastique destiné à s'opposer au déplacement dudit élément de soupape. Avec certaines formes'de chambres de combus- tion de moteurs, il est intéressant d'être à même de commander les dimensions réelles de la sortie ainsi que la configuration de la pulvérisation résultant de l'écoulement de combustible à travers la sortie L'on connaît diverses formes d'injecteurs dans lesquels le soulèvement de l'élément de soupape a été étudié de façon à se produire par étapes en fonction de la pression du combustible dans le passage mentionné ci-dessus Dans certains cas, l'on dispose de deux ressorts, ou davan- tage, ressorts dont un seul agit sur l'élément de soupape pour commander l'ouverture initiale, l'autre ( ou les autres) ressort (s) étant mis en oeuvre pour commander le déplacement d'ouverture résiduel de l'élé- ment de soupape Par suite de la présence des ressorts, ces types d'injecteurs présentant un encombrement important et, du fait qu'il est difficile de fabriquer des ressorts répondant à des tolérances sévères, ne présentent pas toujours les caractéristiques opérationnelles désirées Une autre forme d'injecteur est décrite dans le brevet Britannique 144 70 65 dans lequel un piston dont la section transversale est plus petite que la surface effective de l'élément de soupape, positionne une butée qui est sollicitée par l'élément de soupape après un déplacement prédéterminé de ce dernier contre l'action d'un ressort Une fois quel'élément de soupape est entré en contact avec la butée, la pression du combustible appliqué à l'élément de soupape doit être considérablement accrue pour provoquer le déplacement résiduel de l'élgment de soupape Un tel déplacement résiduel s'effectue contre l'action du ressort et de la force exercée par le piston Cette disposition permet de se passer d'un autre ressort mais la réalisation matérielle de l'injecteur n'est pas idéale et, comme le montre la demande de Brevet Britannique 2093117 A, il est nécessaire d'utiliser un ressort léger dans le modèle afin de garantir la position du piston au commencement de la fourniture du combustible par la pompe associée. La présente invention a pour but de disposer pour l'injection de combustible d'un injecteur du type spécifié et d'une forme simple et commode. Selon l'invention, un injecteur pour l'injec- tion de combustible du type spécifié comprend un piston pouvant coulisser dans un cylindre, un moyen de passage pour l'admission du combustible sous pression vers l'une des extrémités dudit cylindre, la force produite par le combustible sous pression agissant sur ledit piston en s'opposant à l'action dudit moyen élastique, et un moyen de butée pour limiter le déplacement du piston, la dis- position de l'ensemble étant telle que le déplacement initial de l'élément de soupape agissant contre l'action du moyen élastique est assisté par l'action dudit piston, -3- le déplacement final de l'élément de soupape après que le déplacement du piston ait été bloqué, étant dû uniquement à l'action du combustible sous pression sur l'élément de soupape. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe d'un exemple d'injecteur pour injection de combustible conforme à l'invention. La figure 2 représente un schéma montrant les caracté- ristiques opérationnelles de l'injecteur. La figure 3 est une vue agrandie d'une partie de l'injecteur de la figure 1, et la figure 4 est une vue de côté en coupe partielle d'une autre forme d'injecteur conforme à l'invention. Si l'on se réfère à ta figure 1 des dessins, l'injecteur comprend un corps 10 de forme cylindrique étagée, l'extrémité la plus étroite du corps, en service, étant exposée à l'intérieur d'une chambre de combustion d'un moteur associé Le corps 10 délimite une bride à son extrémité la plus large, la bride étant en prise avec un écrou Il qui maintient le corps 10 en assemblage avec un support 12, tandis qu'une entretoise 13 est disposée entre le corps et le support. Dans le corps de l'injecteur est pratiqué un alésage 14 qui se termine dans une sortie 15 et à travers lequel peut s'écouler le combustible dans l'enceinte de combustion De plus, l'alésage adjacent à la sortie délimite un siège 16 et-, entre les extrémités de l'alésage est formé un élargissement 17 qui est relié par des passages pratiqués dans le corps, l'entretoise et le support, à une entrée de combustible 18 L'entrée lors du fonctionnement, est reliée-à la sortie d'une pompe -4- à injection de combustible. Un élément de soupape 19 peut coulisser dans l'alésage 14 L'élément de soupape est monté à ajustement serré dans une partie de-l'alésage qui se trouve entre l'élargissement et l'extrémité de bride du corps, mais il existe un certain jeu avec la portion restante de l'alésage De plus, comme le montre plus clairement la figure 3, l'élément de soupape présente à son extrémité une forme telle qu'elle s'adapte au siège 16 et est également pourvue dans cet exemple d'une saillie 20 qui se prolonge a l'intérieur de la sortie 15. A ses extrémités éloignées de la saillie, l'élée 6 ment de soupape présente une forme réduite et comporte un adaptateur 21 généralement en forme de coupelle. l'adaptateur présente un alésage central 22 dans lequel est logée l'extrémité réduite de l'élément de soupape, L'alésage 22 débouche dans une portion agrandie 23 et la surface terminale annulaire de l'adaptateur est en contact avec une butée de ressort 24 ayant une bride contre laquelle porte une extrémité d'un ressort spiral de compression 25 Le ressort de compression 25 est enfermé dans une chambre 26 pratiquée dans le support 12 et la chambre lors du fonctionnement communique avec un canal de fuite par une sortie convenable 27 Un élément de butée 28 est monté à l'intérieur de la chambre et présente une portion aminçie qui fait saillie dans une ouverture pratiquée dans le contrefort ou butée 24. Un piston 29 est logé à l'intérieur du cylindre 22 et est en contact avec une plaque 30 qui est disposée dans la portion agrandie 23 du cylindre. L'extrémité du cylindre éloignée de la portion agrandie communique avec l'entrée 18 au moyen d'un passage- comprenant un alésage 31 constitué dans l'élement de soupape et communiquant avec l'élargissement 17 constitué dans l'alésage 14. -5- Selon la représentation des dessins, les parties de l'injecteur se trouvent dans la position de repos. Lorsque le combustible sous pression est fourni à l'entrée 18, la pression est appliquée à une surface annulaire de l'élément de soupape exposé à l'intérieur de l'élargis- sement 17 De plus, le combustible sous pression agit sur le piston On a fait en sorte que la surface de la dite surface annulaire soit plus grande que celle de l'alésage 22 et par suite la pression du combustible agis- sant sur l'élément de soupape produit une force qui soulève l'élément de soupape en éloignement du siège en agissant contre l'action du ressort 25 Une force est également exercée sur le piston 29, force qui est éga- lement transmise à la butée de ressort, de sorte que les forces combinées produites par la pression du combustible agissant sur l'élément de soupape et le piston s'opposent à la force produite parle ressort 25 Etant donné que l'élément de soupape se soulève du siège 16, il y a une légère augmentation de la surface de l'élément de soupape exposée à la pression du combustible, de sorte que la pression (P) du combustible qui est nécessaire pour continuer l'ouverture de l'élément de soupape est légèrement inférieure à la pression initiale exigée pour déplacer l'élément de soupape Cet élément s'écarte donc de son, siège pour permettre la circulation du combustible à travers la sortie 15 et la surface réelle de la sortie est déterminée par le contour de la saillie 20 Lorsque la pression (P) de combustible augmente, l'élément de soupape continue à s'écarter du siège comme il est indiqué dans la figure 2 Lorsque la plaque 30 entre en contact avec la butée 28, le soulèvement initial de l'élément de soupape (Hi) s'achève et, puisque la force engendrée par la pression du combustible agissant sur le piston, est maintenant absorbée par l'élément de butée, tout déplacement ultérieur de l'élément de soupape ne peut se réaliser qu'à la suite d'une forte augmentation de pression du combustible appliqué à l'entrée Cependant, une fois que l'augmentation de pression aura été obtenue, l'élément de soupape continuera à se déplacer jusqu'à ce que son mouvement soit à nouveau arrêté sous l'action de l'élément de butée Dans l'exemple cité, ceci se produira lorsque l'épaulement délimité entre le cylindre 22 et io son élargissement, entrera en contact avec la plaque 30. Le déplacement supplémentaire de l'élément de soupape (H 2) représente le déplacement final de l'élément de soupape. Il doit être entendu que le déplacement final de l'6 lement de soupape puisse être stoppé par d'autres méthodes, par exemple il serait possible que l'élément de soupape propre- ment dit entre en contact avec le piston 29 Comme il a été mentionné, la surface effective de la sortie 15 change avec le déplacement de l'élément de soupape et la saillie peut avoir une forme permettant de faire varier la configuration de pulvérisation du combustible expulsé par la sortie. Afin de ralentir le soulèvement initial de l'élément de soupape un orifice représenté en 31 A peut être pratiqué dans le passage 31 et/ou le jeu entre-la paroi de l'ouverture de passage pratiquée dans la butée 24 et la portion réduite de l'élément de butée 28 peut être réduit dans une proportion telle qu'il restreigne le débit du combustible sortant de l'enceinte délimitée par la plaque 30 et l'élément de butée 28- Dans chaque cas, le déplacement de l'élément de soupape selon la levée initiale (HI) sera limité. L'injecteur qui est représenté à la figure 4 -7- présente une forme différente et est connu, dans la technique d'injection, comme "injecteur crayon" La principale différence tient dans la construction du support d'injecteur qui, dans ce cas, présente une entrée latérale 18 A pour le combustible tandis que l'élément de soupape 19 A est logé de façon à pouvoir coulisser dans un manchon 32 qui est fixé dans la chambre délimitée par le support, et ce au moyen d'une bague filetée 33 Les composants essentiels de l'injecteur sont semblables à la description se référant à la figure 1 à l'exception du fait que la forme a été modifiée. Cependant, il y a une différence qui tient dans le fait que l'élément de butée 34 est monté de façon réglable dans un bouchon terminal 35 pour la chambre ce bouchon terminal constitue une butée pour le ressort et sert également à supporter un élément de verrouillage 36 qui définit en outre une sorti e de combustible pour les fuites de combustible, le bouchon terminal étant pourvu d'une fente communiquant avec la chambre Comme dans l'exemple de la figure 1, le déplacement initial de l'élément de soupape peut-être limité par un limitateur ou "étrangleur" monté dans le passage situé dans l'élément de soupape et/ ou par la commande du jeu entre l'élément de butée 34 et la butée de ressort. Avec la construction décrite, l'on se rendra compte que l'injecteur n'a qu'un seul ressort et est donc sensiblement de la même longueur que les injecteurs classiques De plus, les pièces supplémentaires qui sont nécessaires par rapport à un injecteur classique pour assurer un fonctionnement en deux stades, sont des pièces séparées qui peuvent être usinées à l'extérieur de l'injecteur Toutes autres opérations d'usinage à effectuer sur le corps ou le support d'injecteur sont donc superflues. -8Par comparaison avec le modèle représenté dans la demande de Brevet Britannique 2093117 A, il est inutile de disposer d'un ressort pour positionner le piston 29. A la fin de la fourniture de combustible, le piston est ramené dans sa position initiale sous l'action du ressort et, si, par suite de la formation de cavités, il ne demeure pas dans la position représentée sur les figures 1 et 3, il sera amené dans cette position lors de l'ali- mentation en combustible par la pompe associée avant que puisse avoir lieu le déplacement de l'élément de suupape. -9- REVENDICATIONS 1) Injecteur pour injection de combustible destiné à alimenter un moteur A combustion interne comprenant un corps d'injecteur ( 10) un alésage ( 14) pratiqué dans ce corps, un siège ( 16), délimité A une extrémité de l'alésage, une sortie ( 15) partant de - ladite extrémité de l'alésage, un élément de soupape ( 19) pouvant coulisser A l'intérieur de l'alésage, ledit élément de soupape ayant une forme telle qu'il soit adapté audit siège, un passage à travers lequel, en service, le combustible puisse circuler sous haute pression pour agir sur une surface dudit élément de soupape de façon A seulever l'élément de soupape ( 19) et A l'écarter dudit siège ( 16), pour permettre la circulation du combustible A travers ladite sortie ( 15), un moyen élastique ( 25) pour s'opposer au déplacement de l'élément de soupape, un piston ( 29) pouvant coulisser dans un cylindre ( 22), un moyen de passage ( 31) pour admettre le combustible sous pression A une extrémité dudit cylindre, la force produite par le combustible sous pression agissant sur ledit piston ( 29) en s'opposant A l'action dudit moyen élastique ( 25) et un moyen de butée ( 28) pour limiter le déplacement du piston ( 29), la disposition étant telle que le déplacement initial de l'élément de soupape ( 19) contre l'action du moyen élastique ( 25) est assisté par l'action dudit piston ( 29), le déplacement final de l'élément de soupape après que le déplacement du piston ( 29) ait été stoppé étant dû exclusivement A l'action du combustible sous pression sur l'élément de soupape ( 19). 2)* Injecteur selon la revendication 1 dans lequel ledit cylindre ( 22) est délimité dans un adapta- teur ( 21) qui est monté sur l'élément de soupape ( 19) et qui sert A transmettre à l'élément de soupape ( 19) la force exercée par le dit moyen élastique ( 25). - 3) Injecteur selon la revendication 2 dans lequel ledit moyen de passage comprend un autre passage ( 31) délimit 6 dans l'élément de soupape ( 19), ledit autre passage communiquant avec le premier passage mentionné, et la surface de la paroi terminale du cylindre ( 22) exposée au combustible sous pression étant inférieure à ladite surface de l'élément de soupape ( 19) exposée à la même pression de combustible. 4) Injecteur selon la revendication 3 dans lequel ladite paroi terminale du cylindre ( 22) est déli- mitée par une portion terminale réduite de l'élément de soupape ( 19). ) Injecteur selon la revendication 3 compre- nant un étrangleur placé dans le second passage. 6) Injecteur selon la revendication 3, comprenant une butée de ressort ( 24) en contact avec ledit adaptateur ( 21), ladite butée de ressort délimitant une ouverture de passage, ledit moyen de butée ( 28) comprenant un élément de butée traversant la dite ouverture pour entrer en contact avec une plaque ( 30) en contact avec ladite butée de ressort ( 24) et sollicitée par ledit piston ( 29), le jeu initial (HI) entre ladite plaque ( 30) et ledit élément de butte ( 24) étant égal audit dépla- cement initial de l'élément de soupape ( 19). 7) Injecteur selon la revendication 4 dans lequel le jeu entre ledit élément de butée ( 28) et la paroi de ladite ouverture de passage ( 24) est choisi de façon A limiter le débattement initial de l'élément de soupape ( 19)o