Brevet FR2590627A1 — publié le 19870529

259062? L'invention concerne un injecteur de carburant, pour fournir du carburant à un moteur à combustion interne, cet injecteur étant du type dit ouvrant vers l'extérieur et comprenant un ensemble à soupape qui comporte: un corps définissant une ouverture de sortie; un alésage dans le corps, s'étendant dans l'ouverture de sortie; un organe de soupape qui comporte une tige dans l'alésage; une tête de soupape portée par cette tige, ladite tête étant située dans ladite ouverture de sortie et ayant une configuration lui permettant de coopérer avec un siège défini à l'entrée de l'alésage, depuis l'ouverture; des moyens élastiques agissant sur l'organe de soupape, pour solliciter la tête dans le sens correspondant à sa mise au contact du siège; une entrée de carburant allant audit alésage, cette entrée de carburant étant reliée à une entrée de carburant de l'injecteur, laquelle est, lors de l'utilisation, reliée à la sortie d'un dispositif fournissant du carburant sous haute pression, ledit organe de soupape commandant l'écoulement du carburant provenant de ladite entrée de carburant de l'injecteur et passant par ladite ouverture de sortie. Dans des formes connues de tels injecteurs, l'ensemble à soupape est maintenu à l'intérieur d'une enveloppe qui définit une cavité ou chambre dans laquelle ouvre l'admission de l'injecteur. Cette cavité reçoit un ressort qui constitue les moyens élastiques, et l'extrémité de la tige de.soupape éloignée de la tête est présente dans la cavité. Il en résulte que, lors de l'admission de carburant sous pression dans la cavité, la pression du carburant agit sur la surface de la tige de soupape, de manière à soulever la tête de soupape en l'écartant de son siège, et agit aussi, lorsque la tête de soupape s'est légèrement écartée de son siège, sur la surface annulaire supplémentaire présentée par la tête de soupape, cette surface étant celle qui se trouve à l'extérieur de la ligne de contact entre tête et siège. Il existe une tendance à mouvoir rapidement l'organe de soupape, contre l'action du ressort, vers la position d'ouverture complète, avec ce résultat que l'on perd la majeure partie de toute configuration spéciale éventuelle de la tête de soupape et de la paroi de l'ouverture de sortie, ou de tout agencement spécial d'orifice s'étendant depuis la paroi de l'ouverture, une telle configuration étant conçue pour assurer une augmentation progressive de la surface du trajet d'écoulement du carburant. On pourrait envisager de commander l'ouverture de l'organe de soupape en disposant un ressort à forte constante de rappel. Toutefois, il est difficile de réaliser en pratique un tel ressort de taille suffisamment réduite. La demande de brevet britannique 2131086A décrit cinq exemples d'injecteurs présentant une solution au problème susmentionné. En particulier, les injecteurs représentés sur les figures 1 à 3 de ladite demande de brevet comportent une entrée de carburant qui est en communication permanente avec l'admission de carburant, et la cavité ou chambre susmentionnée est initialement reliée à l'admission de carburant de l'injecteur par un moyen de soupape défini en partie par la tige de soupape. Après un mouvement prédéterminé de la tète de soupape s'écartant de son siège, le moyen de valve est fermé, et la pression inférieure qui sétablit dans la cavité ou chambre, sous l'effet de la poursuite du mouvement de l'organe de soupape, en combinaison avec le fait qu'une surface réduite de l'organe de soupape est exposée au carburant sous pression fourni à l'injecteur, implique l'action d'une force réduite sur l'organe de valve lorsque celui-ci se déplace vers la position d'ouverture complète. La présente invention se rapporte à un injecteur de ce type, et a pour but de parvenir à une forme de réalisation perfectionnée d'un tel injecteur. Selon l'invention, ce but est atteint, avec un injecteur de carburant du type spécifié, par le fait qu'il comporte en outre un moyen se conjuguant à l'ensemble à soupape pour définir une chambre dans laquelle s'étend la tige de soupape et dans laquelle sont situés les moyens élastiques, par le fait qu'un passage relie l'intérieur de la chambre à l'entrée de carburant de l'injecteur, par le fait qu'une soupape comportant un elément de soupape chargé élastiquement est prévue pour commander l'écoulement de carburant par le passage allant dans la chambre, et par le fait que l'organe de soupape, lorsqu'il est en position de fermeture, rencontre l'élément de soupape de manière à le maintenir écarté d'un siège, cet élément de soupape venant au contact de son siège après un mouvement prédéterminé de l'organe de soupape s'éloignant de son siège. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus complètement dans la description présentée dans ce qui suit, a titre d'exemple non limitatif, en se reportant au dessin annexé dont les figures représentent: - la figure 1, une vue en élévation latérale et en coupe d'une première forme de réalisation d'un injecteur selon l'invention; et - la figure 2, une variante de réalisation d'un injecteur selon l'invention. Sur la figure 1 du dessin, l'injecteur comporte un ensemble à soupape globalement désigné par la référence 10 et comportant un corps épaulé 11 définissant une ouverture de sortie 12 dans laquelle s'étend un alésage 13. La paroi de l'ouverture est de forme cylindrique, et un siège de soupape 14 est défini à l'enfrée de l'alésage dans l'ouverture. Ce siège est de forme tronconique. L'épaulement 15 du corps est pourvu d'une entrée de carburant 16 qui s'étend dans l'alésage 13, et cet épaulement est situé contre la paroi terminale 17 d'une partie enveloppe 18 en forme de godet, cette paroi terminale 17 étant pourvue d'une ouverture traversée par le corps 11. La partie enveloppe 18 est pourvue d'un filetage périphérique permettant à l'injecteur d'être vissé dans un trou fileté complémentaire aménagé dans la culasse d'un moteur, le corps 11 s'étendant alors au travers d'une partie réduite du trou, Jusque dans une chambre de combustion du moteur. En outre, la partie enveloppe 18 possède une portion intérieure filetée par laquelle elle est en prise avec un insert 19 ayant une partie Jupe 20 qui se conjugue à l'épaulement 17 pour former avec celui-ci un moyen de fermeture étanche au carburant. L'extrémité ouverte de la partie enveloppe 18 est fermée par un bouchon 21 qui définit une entrée de carburant 22 de l'injecteur, cette dernière étant reliée par un passage à une rainure de transfert 23 qui est formée dans la partie terminale de l'insert 19, à distance de la partie Jupe de celui-ci. De plus, la rainure de transfert 23 communique avec l'entrée de carburant 16 susmentionnée, par une rainure longitudinale 24 formée dans la périphérie de la partie Jupe. L'insert 19 est pourvu d'un passage étagé qui définit un siège contre lequel peut se positionner un élément de soupape 26 chargé par ressort. Le passage communique avec l'intérieur d'une chambre 27 qui est délimitée par la paroi de l'insert 19 et sa partie Jupe, ainsi que par le corps 11 de l'ensemble à soupape. L'ensemble à soupape comporte aussi un organe de soupape ayant une tige 28 de plus petit diamètre que l'alésage 13, à l'exception d'une partie cannelée 29 et d'une partie cylindrique lisse 30. Ces deux parties coopèrent avec la paroi de l'alésage 13 pour guider le mouvement de l'organe de soupape. La partie 13 s'étend au-delà de l'alésage et est couplée à un appui de ressort, 31, qui est retenu par rapport à la tige au moyen d'un organe de retenue 32. L'appui de ressort est en contact avec une extrémité d'un ressort 33 dont l'autre extrémité rencontre l'épaulement ou collet 15. L'organe de soupape comporte aussi une tète 34 à diamètre sensiblement plus grand que l'alésage 13. Cette tète comporte une première partie 35 de forme tronconique dont l'angle de cône est légèrement plus grand que celui du siège 14. Cette partie se raccorde à une autre partie tronconique 36 dont l'angle de cône est sensiblement plus petit que celui de la partie 35, et cette partie 36 se raccorde à une partie cylindrique 37 qui définit un petit Jeu annulaire par rapport à la paroi de l'ouverture de sortie 12. Dans la position de fermeture de l'organe de soupape, représentée sur les figures, une partie prolongée 38 de la tige de soupape rencontre l'élément de soupape à plaque 26, pour le maintenir écarté de son siège. En fonctionnement, lorsque du carburant sous pression est fourni à l'entrée de carburant 22 de l'injecteur, ce carburant sous pression va passer par la rainure de transfert 23 puis par la rainure longitudinale 24, pour aller à l'entrée de carburant 16. En outre, du carburant va aussi s'écouler en franchissant la soupape à plaque 26, pour aller dans la chambre 27. Il en résulte que la pression de carburant va agir sur toute la surface de l'extrémité de la tige, cette surface étant équivalente à la surface de l'alésage 13, et va agir, du fait des différents angles du siège et de la partie 35 de la tête de soupape, sur une première zone annulaire qui se trouve à l'extérieur de la surface proJetée de l'alésage 13 et à l'intérieur de la ligne de contact entre tête et siège. La force exercée sur l'organe de soupape déplace celui-ci contre l'action du ressort 33, et une surface annulaire supplémentaire de la tète de soupape est immédiatement exposée au carburant sous pression. Le carburant va donc s'écouler par l'interstice annulaire défini entre la paroi de l'ouverture 12 et la partie cylindrique 37 de la tête de soupape. Ce carburant va sortir sous la forme d'un Jet pulvérisé dans la chambre de combustion du moteur associé. Toutefois, lors du mouvement de l'organe de soupape contre l'action du ressort, l'élément de soupape à plaque 26 va venir au contact de son siège et séparer ainsi la chambre 27 de l'entrée de carburant de l'injecteur. Il en résulte en premier que c'est une surface réduite de l'organe de soupape qui est offerte au carburant sous pression pour agir en continuant à écarter la tête de soupape de son siège. Toutefois, en plus, du fait que la chambre 27 est maintenant séparée de l'alimentation de carburant, il résulte que la pression dans la chambre diminue puisque le volume de cette chambre augmente, et cette pression réduite agissant sur l'extrémité de l'organe de soupape restreint encore plus le mouvement de celui-ci. La restriction apportée au mouvement de l'organe de soupape est telle que la configuration de la partie tronconique 36, en combinaison avec la paroi de l'ouverture, puisse avoir l'effet désiré en faisant varier la surface de l'ouverture par laquelle le carburant s'écoule en direction du moteur. Lorsque la fourniture de carburant par l'entrée de l'injecteur cesse, l'organe de soupape est déplacé, par l'action de son ressort, jusqu'à la position de fermeture. Ce mouvement va réduire le volume effectif de la chambre 27, provoquant ainsi une augmentation de pression dans celle-ci. Si, au cours du processus d'injection de carburant, une quantité suffisante de carburant a fui dans la chambre 27, le long des jeux de travail définis entre l'organe de soupape et la paroi de l'alésage 13, l'élément de soupape à plaque 26 est alors décollé de son siège sous l'effet de la pression accrue, avant d'être souleve hors de son silge par la venue en aboutement de la partie prolongée 38 de l'organe de soupape. La construction de l'injecteur décrit maintenant est plus simple que celle des injecteurs décrits dans la demande de brevet britannique susmentionnée, puisqu'il n'est plus nécessaire d'usiner la tige de soupape pour former le moyen de soupape qui interrompt l'écoulement du carburant sous haute pression dans la chambre 27. La soupape anti- retour qui doit être prévue dans les injecteurs décrits dans la demande de brevet précitée, est utilisée pour autoriser la fermeture rapide de l'organe de soupape. L'ampleur du mouvement de l'organe de soupape avant l'établissement de l'effet de restriction est, bien entendu, déterminée par la distance entre l'élément de soupape à plaque 26 et son siège dans la position fermée de l'organe de soupape. L'injecteur représenté sur la figure 2 est sensiblement identique à celui représenté sur la figure 1, la différence résidant dans la construction de la soupape qui commande l'écoulement de carburant sous haute pression dans la chambre. Dans l'agencement selon la figure 2, c'est un prolongement de l'élément de soupape 39 qui est prévu pour rencontrer la tige de soupape, et cet élément de soupape 39 comporte un siège conique. En outre, la figure 2 représente un injecteur pourvu d'orifices de sortie 44 qui sont forés dans l'extrémité du corps 11. De plus, la partie cylindrique 43 de la tête de soupape est étroitement ajustée dans la paroi de l'ouverture et, lorsque l'organe de. soupape vient à la position d'ouverture, les orifices 44 sont progressivement découverts. On produit ainsi un Jet pulvérisé pénétrant. Comme il est important de pouvoir positionner les orifices lors de l'assemblage de l'injecteur au moteur associé, il est prévu un ergot 46 qui est porté par le collet de l'ensemble à soupape et qui se positionne dans une encoche dans la partie enveloppe. De plus, cette partie enveloppe est dépourvue de filetages sur sa surface externe, et est maintenue en position dans le trou de la culasse au moyen d'une attache. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS: 1. InJecteur de carburant, pour fournir du carburant à un moteur à combustion interne, cet injecteur étant du type dit ouvrant vers l'extérieur et comprenant un ensemble à soupape qui comporte: un corps (11) définissant une ouverture de sortie (12); un alésage (13) dans le corps, s'étendant dans l'ouverture de sortie; un organe de soupape (34, 28, 30, 38) qui comporte une tige (28) dans l'alésage (13); une tête de soupape (34) portée par cette tige (28), ladite tête (34) étant située dans ladite ouverture de sortie (12) et-ayant une configuration lui permettant de coopérer avec un siège (14) défini à l'entrée de l'alésage, depuis l'ouverture; des moyens élastiques (33) agissant sur l'organe de soupape, pour solliciter la tête (34) dans le sens correspondant à sa mise au contact du siège (14); une entrée de carburant allant audit alésage, cette entrée de carburant étant reliée à une entrée de carburant (22) de l'injecteur, laquelle est, lors de l'utilisation, reliée a la sortie d'un dispositif fournissant du carburant sous haute pression, ledit organe de soupape (34, 28, 30, 38) commandant l'écoulement du carburant provenant de ladite entrée de carburant (22) de l'injecteur et passant par ladite ouverture de sortie (12), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen (19) se conjuguant à l'ensemble à soupape (10) pour définir une chambre (27) dans laquelle s'étend la tige de soupape (28) et dans laquelle sont situés les moyens élastiques (33), en ce qu'un passage relie l'intérieur de la chambre (27) à l'entrée de carburant (22) de l'injecteur, en ce qu'une soupape comportant un élément de soupape (26) chargé élastiquement est prévue pour commander l'écoulement de carburant par le passage allant dans la chambre (27), en ce que l'organe de soupape (34, 28, 30, 38), lorsqu'il est en position de fermeture, rencontre l'élément de soupape (26) de manière à le maintenir écarté d'un siège, cet élément de soupape venant au contact de son siège après un mouvement prédéterminé de l'organe de soupape s'éloignant de son siège (14). 2. Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen définissant la chambre (27) comprend un insert (19) ayant une partie Jupe (20) qui vient au contact d'un collet (15) de l'ensemble à soupape, ledit passage étant formé dans cet insert (19). 3. Injecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément de soupape (26) est situé dans ledit passage.