Brevet FR2563581A1 — publié le 19851031

INJECTEURS DE CARBURANT. L'invention concerne des injecteurs pour carburants et combustibles liquides, destinés à alimenter des moteurs à combustion interne en carburants et combustibles. Les injec- teurs sont du type comprenant un corps d'injecteur qui définit un alésage, un organe de soupape actionné par la pression du carburant, et pouvant coulisser dans l'alésage, cet alésage comprenant une partie cylindrique de laquelle part un trou de sortie conduisant à l'extérieur du corps d'injecteur, l'organe de soupape comprenant une partie de vanne cylindrique pouvant coulisser dans cette partie de l'alésage, cette partie de soupape définissant un bord de vanne qui, quand l'organe de soupape se déplace sous l'effet du carburant sous pression, découvre l'entrée du trou pour permettre le libre passage jusqu'à un espace situé à l'intérieur du corps de l'injecteur, qui contient le carburant sous haute pression. Un injecteur du type ci-dessus peut être ce que l'on appelle à ouverture vers l'intérieur ou à ouverture vers l'extérieur, et la distance parcourue par l'organe de soupape dépend de la pression du carburant, laquelle dépend pour sa part de la vitesse de rotation du moteur et du débit d'alimentation du moteur. Le fait que l'aire de l'extrémité intérieure du trou dépende de la position de l'organe de soupape permet à l'injecteur de s'adapter automatiquement aux différents régimes et différents débits d'alimentation du moteur. Par exemple, à faible régime, on a besoin d'une aire peu importante et, aux régimes élevés, d'une aire plus grande, pour adapter convenablement le jet pulvérisé de carburant à la vitesse de rotation du moteur. Cependant, l'aire de la section transversale du trou est fixe, et elle doit être suffisamment importante pour créer la pulvérisation requise du carburant pour des vitesses élevées et des débits d'alimentation élevés du moteur. Bien que l'aire d'entrée puisse être réduite par l'organe de soupape, les avantages qui en dérivent en théorie ne se réalisent pas si les conditions d'écoulement du carburant le long du trou sont telles qu'elles réduisent considérablement l'énergie de pression du carburant lors de son écoulement le long du trou. Une perte de l'énergie du carburant conduit à une dégradation de l'atomisation du carburant quand il sort du trou. L'invention a pour but de créer un injecteur du type décrit ci-dessus, présentant une forme simple et commode. L'invention concerne à cet effet un injecteur du type décrit ci-dessus, dans lequel ledit bord de vanne est défini par la paroi de ladite partie de vanne cylindrique et par une surface, ladite surface faisant partie de la paroi limite dudit espace, l'angle entre ladite surface et l'axe longitudinal du trou étant tel que le carburant pénétrant dans ledit trou quand l'entrée de ce dernier n'est que partiellement ouverte se sépare dudit bord pour former une colonne de carburant à l'intérieur de ce trou, la colonne de carburant possédant une surface libre dans ce trou. L'invention sera mieux comprise en regard de la descrip- tion ci-après et des dessins annexés, qui représentent des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans les- quels: La Figure 1 est une représentation schématique, en coupe partielle, d'un exemple d'injecteur; La Figure 2 présente, à une échelle agrandie, la partie terminale de l'injecteur, l'organe de soupape de l'injecteur étant en position fermée; La Figure 3 est une vue analogue à la Figure 2, présen- tant l'organe de soupape en position partiellement ouverte; et La Figure 4 est une vue, à une échelle agrandie, d'une partie d'un injecteur ouvrant vers l'extérieur. Par référence aux Figures 1-3, l'injecteur comprend un corps 10 dans lequel est défini un alésage 11. L'alésage possède un diamètre décroissant de façon à définir un siège 12, et se termine par une partie cylindrique 13 qui, de préférence, a la forme d'un cylindre droit, mais qui peut présenter une très légère conicité vers l'intérieur, vers la paroi en bout de l'alésage. Un organe de soupape 14 peut coulisser-à l'intérieur de l'alésage; la partie de l'organe de soupape comprise entre un élargissement 11A de l'alésage et le siège présente un diamètre plus faible. L'élargisse- ment, en cours d'utilisation, communique avec l'orifice de refoulement d'une pompe à injection de carburant haute pression 9, dont l'entraînement est synchronisé avec un moteur associé. L'organe de soupape présente une forme lui permettant de coopérer avec le siège 12, et un ressort à boudin à compression 8 le pousse pour le mettre en contact avec le siège. Le jeu entre la partie de l'organe de soupape de diamètre réduit et l'alésage porte le repère 15, et le car- burant peut s'écouler le long de ce jeu quand l'organe de soupape est relevé de son siège sous l'action du carburant sous pression. L'organe de soupape possède, en son extrémité opposée au ressort, une partie vanne cylindrique 16, qui a de préfé- rence la forme d'un cylindre droit, et qui forme un joint, étanche au carburant, avec la partie 13 de l'alésage. Dans l'exemple particulier étudié, deux trous de sortie 17 s'étendent depuis la paroi de la partie cylindrique 13 de l'alésage. Ces trous sont inclinés par rapport à l'axe 18 de l'injecteur, lequel axe coincide avec l'axe longitudi- nal de l'alésage et de l'organe de soupape. Comme on le voit sur les dessins, l'inclinaison des deux trous n'est pas la même, et l'inclinaison particulière est choisie compte tenu de la configuration de la chambre de combustion du moteur associé considéré. Les extrémités intérieures des trous, quand l'organe de soupape est en position fermée, comme on le voit sur la Figure 2, sont recouvertes par la partie vanne 16 de l'organe de soupape. Un espace 19 est défini à l'extrémité de l'alésage, et cet espace communique, par l'intermédiaire d'un trou central 20 et de trous latéraux 21, avec la partie de l'alésage en aval du siège. Quand le carburant sous pression arrive au jeu annu- laire 15, la pression du carburant agit sur une aire différentielle de l'organe de soupape pour soulever ce dernier contre l'action du ressort, en l'éloignant du siège 12 et, quand ce déplacement est terminé, le carburant s'écoule depuis le jeu 15 jusqu'à l'intérieur de l'espace 19 par l'intermédiaire des trous 21 et 20. L'organe de soupape doit avoir parcouru un déplacement important avant que les extrémités intérieures des trous 17 soient découvertes, mais, quand elles sont découvertes, le carburant s'écoule par les trous et se pulvérise quand il en sort. Comme on le voit sur la Figure 3, l'organe de soupape est partiellement ouvert, et l'injecteur est dit être du type à aire variable. L'avantage réside dans le fait que les dimensions effectives des orifices d'entrée des trous varient avec la position axiale de l'organe de soupape, laquelle varie commodément avec la vitesse de rotation du moteur et la quantité de carburant envoyée à ce dernier. Pour assurer une bonne pulvérisation du carburant quand l'aire de l'orifice d'entrée des trous est faible, il faut maintenir la vitesse de déplacement du carburant lors de son écoule- ment le long des trous. Pour y arriver, il est nécessaire que les bords de vanne 22 aient une forme correcte, de façon que le carburant s'écarte des bords et, lors de son écoule- ment le long des trous 17, forme une surface libre 23 (Figure 3). Le bord de vanne 22 est formé par la partie cylindrique droite 16 de l'organe de soupape et par une surface 24 qui est formée à l'extrémité de l'organe de soupape et qui présente par rapport à l'axe 18 de l'organe de soupape un angle légèrement inférieur à l'angle d'incli- naison du trou. Sur la Figure 2, l'angle d'inclinaison du trou 17 est représenté par la lettre J, et l'angle d'incli- naison de la surface 24 par la lettre H. Il s'avère que l'on peut obtenir des résultats satisfaisants si l'angle H est inférieur à l'angle J. La surface 24 est formée par une simple opération de tournage. Si les angles J de deux trous 17, ou même plus, sont différents, l'angle H d'inclinaison de la surface 24 est choisi de façon à correspondre au trou présentant l'angle d'inclinaison J le plus faible. Comme il a été décrit ci-dessus, l'injecteur est un injecteur à ouverture vers l'intérieur. Il est cependant possible d'appliquer l'invention à un injecteur à ouverture vers l'extérieur, dans lequel, comme il est représenté sur la Figure 4, l'organe de soupape 25 possède une tête 26 ayant la forme d'un cylindre droit, en son extrémité extérieure, organe de soupape qui découvre les extrémités intérieures des trous 27 formés dans le corps de soupape 28 quand il se déplace vers l'extérieur, en quittant le contact avec un siège pour arriver à sa position ouverte en grand. La tête 26 définit un bord de vanne 29, qui est formé à la jonction de la paroi cylindrique de l'organe de soupape et d'une surface annulaire 30. Les angles H et J sont eux aussi indiqués sur la Figure 4 mais, comme il s'agit ici d'un injecteur à ouverture vers l'extérieur, les angles sont indiqués relativement à un plan normal à l'axe de l'injecteur. L'espace mentionné ci-dessus est défini par la partie de la tête à diamètre réduit, en aval du siège. REVENDICATIONS 1.- Injecteur pour carburant liquide, destiné à ali- menter en carburant un moteur à combustion interne, caracté- risé en ce qu'il comprend un corps d'injecteur, un alésage défini dans ce corps, un organe de soupape (14, 25) actionné par la pression du carburant et pouvant coulisser à l'inté- rieur de l'alésage, cet alésage comprenant une partie cylindrique à partir de laquelle s'étend un trou de sortie (17, 27) conduisant à l'extérieur du corps d'injecteur, l'organe de soupape comprenant une partie de vanne cylin- drique (16, 26) pouvant coulisser dans ladite partie de l'alésage, ladite partie de vanne définissant un bord de vanne (22, 29) qui, au fur et à mesure que l'organe de soupape se déplace sous l'effet du carburant sous pression, découvre l'entrée dudit trou pour la mettre en relation avec un espace situé à l'intérieur du corps de l'injecteur et contenant du carburant sous haute pression, ledit bord de vanne étant défini par la paroi de ladite partie de vanne cylindrique et par une surface (24, 30) faisant partie de la paroi cylindrique dudit espace, l'angle entre ladite surface et l'axe longitudinal du trou étant tel que le carburant s'écou- lant dans ledit trou quand l'orifice d'entrée du trou n'est que partiellement ouvert se sépare dudit bord pour former une colonne de carburant dans ledit trou, la colonne de carburant possédant une surface libre à l'intérieur dudit trou. 2.- Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit injecteur est du type à ouverture vers l'inté- rieur, ledit espace (19) étant défini à l'extrémité de ladite partie cylindrique (13) de l'alésage, des passages (20, 21) étantanénagés dans ledit organe de soupape, à travers les- quels le carburant peut s'écouler jusqu'audit espace (19), un siège (12) étant défini dans ledit alésage, l'organe de soupape (14) étant formé de façon à coopérer avec le siège, ledit organe de soupape, en position fermée, coopérant avec ledit siège pour empêcher que le carburant ne s'écoule à travers lesdits passages. 3.- Injecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bord (22) de vanne est défini par la surface cylindrique de ladite partie de vanne (16), et par une autre surface (24) formule sur l'extrémité de l'organe de soupape, ladite autre surface étant inclinée, par rapport à l'axe (18) de l'injecteur, selon un angle (H) légèrement inférieur à l'angle (J) d'inclinaison du trou (17) par rapport audit axe. 4.- Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'injecteur est du type à ouverture vers l'exté- rieur, l'organe de soupape définissant une tête(26) de forme cylindrique qui découvre l'orifice d'entrée du trou (27), ledit bord (29) de vanne étant défini par la surface cylin- drique de la tête (26) de soupape et par une autre surface (30) définie sur la tête de soupape, ladite autre surface étant inclinée, par rapport à un plan normal à l'axe de l'in- jecteur, selon un angle (H) légèrement inférieur à l'angle d'inclinaison (J) du trou (27) par rapport audit plan. 5.- Injecteur selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite autre surface (30) a une forme annulaire.