Brevet FR2663084A1 — publié le 19911213

Dispositif d'injection pour moteur à combustion interne. L'invention concerne un dispositif d'injection, pour moteur à combustion interne, plus particulièrement pour moteur Diesel, utilisant un combustible d'injection principale et un combustible de pré-injection éventuellement différent du combustible d'injection principale. L'utilisation dans les moteurs Diesel de combustibles à faible pouvoir d'auto-inflammation (combustible à bas indice de cétane) conduit à remplacer à faible vitesse et faible charge, le combustible à faible pouvoir d'auto inflammation par un combustible dont le pouvoir d'autoinflammation est supérieur Ceci a notamment pour inconvénient d'augmenter considérablement les coûts d'exploitation des moteurs. Pour remédier à cet inconvénient, on connaît des moteurs équipés d'un dispositif de préinjection d'un combustible à haut pouvoir d'autoinflammation, la pré-injection étant utilisée dès que les conditions de fonctionnement du moteur ne permettent plus une bonne combustion du combustible à bas indice de cétane Un tel dispositif est par exemple décrit dans le brevet américain N 04612898 qui montre une chambre de combustion avec plusieurs buses pour l'injection d'un combustible principal à faible pouvoir d'auto-inflammation et une buse supplémentaire pour l'injection d'un combustible à haut pouvoir d'auto-inflammation Néanmmoins la plage de fonctionnement avec du combustible à faible pouvoir d'auto-inflammation garantie par les systèmes connus actuellement reste insuffisante. Le problème peut se poser de la manière suivante Le fonctionnement du moteur à forte charge, avec un combustible à faible pouvoir d'autoinflammation mais relativement bon marché, est satisfaisante. Si la charge du moteur diminue progressivement, il arrive au moment o une bonne combustion nécessite l'injection additionnelle d'un carburant à haut pouvoir d'auto-inflammation, mais cher. Un but de l'invention est de réaliser un dispositif d'injection dans lequel on peut "retarder" au maximum l'instant o il -2- est nécessaire d'utiliser en pré-injection un combustible à haut pouvoir d'autoinflammation, la quantité de combustible de pré-injection devant être aussi faible que possible pour des raisons économiques Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d'injection qui permette le fonctionnement du moteur avec un combustible à faible pouvoir d'autoinflammation à l'intérieur d'une plage plus étendue. L'invention a pour objet un dispositif d'injection de combustible pour moteur à combustion interne, notamment pour moteur Diesel, du type comportant deux pulvérisateurs réunis dans un même corps ou situés dans des corps séparés, l'un servant à la pré-injection de combustible, l'autre à l'injection principale de combustible, les combustibles étant différents ou non, lesdits pulvérisateurs étant situés à proximité l'un de l'autre au voisinage du centre de la culasse, munis de trous de pulvérisation de combustible équidistants ou non et contrôlés par des aiguilles distinctes, caractérisé en ce que le pulvérisateur de pré- injection comporte une série de trous dont les axes s'appuient sur un premier cône et le pulvérisateur d'injection principale comporte une série de trous dont le nombre est le double de celui du pulvérisateur de pré-injection et dont les axes s'appuient sur un second cône, la position relative des cônes, l'angle de chacun des cônes et l'orientation des axes des trous sur les cônes étant choisis de telle sorte que, dans une zone située sensiblement à mi-longueur des jets d'injection principale, les distances entre chacun des jets de pré-injection et les deux jets d'injection principale associés soient minimales et sensiblement égales. Selon une autre caractéristique de l'invention, les trous du pulvérisateur de pré-injection comportent, dans le sens de l'écoulement du combustible, une partie cylindrique et une partie tronconique, l'évasement de la partie tronconique étant situé côté chambre de combustion, et la longueur de la partie conique étant inférieure à 80 % de l'épaisseur de la paroi. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description et des figures qui vont suivre. -3- La figure 1 est un schéma illustrant la répartition des jets de préinjection et d'injection principale à l'intérieur de la chambre de combustion. La figure 2 est une vue schématique en perspective illustrant la disposition relative des jets principaux et des jets de pré-injection. La figure 3 montre une coupe partielle du pulvérisateur de pré-injection. La figure 1 montre une demie coupe transversale de la chambre de combustion ( 1) d'un moteur à combustion interne équipé du dispositif selon l'invention Au voisinage du centre de la chambre de combustion sont représentés schématiquement un pulvérisateur d'injection principale ( 2) et un pulvérisateur de pré-injection ( 3). Le pulvérisateur d'injection principale est muni d'une série de trous d'axe ( 4 a, 5 a, 6 a, 7 a) équidistants d'un angle (A) et le pulvérisateur de pré-injection est muni d'une série de trous d'axe ( 8 a, 9 a) équidistants d'un angle (B) Le nombre de trous du pulvérisateur d'injection principale est double de celui du pulvérisateur de préinjection. Lors du fonctionnement, le combustible est injecté sous forme de jets schématisés en ( 4 b, 5 b, 6 b 7 b) pour l'injection principale et en ( 8 b, 9 b) pour la pré-injection L'orientation relative des deux ensembles de trous ainsi que l'angle des cônes sur lesquels s'appuient les axes des trous sont choisis de façon à minimiser la distance entre les jets ( 8 b) et ( 9 b) et les zones ( 4 c), ( 5 c), ( 6 c) et ( 7 c) situées sensiblement à mi-longueur des jets d'injection principale, comme on peut le voir dans la figure 2. Suivant les dimensions de la chambre de combustion, il peut être intéressant d'augmenter ou de diminuer le nombre de trous de pulvérisation, tout en conservant un rapport de 1/2 entre les trous de pré-injection et les trous d'injection principale. La figure 3 montre une coupe partielle de la paroi du pulvérisateur de pré-injection au droit du trou d'axe ( 8 a) Selon l'invention le trou est constitué de deux parties, une partie cylindrique ( 10) suivie, dans le sens de l'écoulement du combustible, -4- d'une partie conique ( 11) dont l'évasement est tourné vers la chambre de combustion La présence de la partie conique permet d'obtenir une meilleure pulvérisation du combustible répartie dans un c 8 ne d'angle (C) plus grand que celui qui serait obtenu avec un trou uniquement cylindrique. La répartition des jets de pré-injection et d'injection principale combinée à l'utilisation de trous de pré-injection tronconiques conformément à l'invention permet d'étendre la plage de fonctionnement avec un combustible unique à faible pouvoir d'auto-inflammation vers les faibles charges et faibles vitesses lorsque celui-ci est utilisé à la fois en pré-injection et en injection principale Lorsque la limite de fonctionnement avec un combustible unique est atteinte, il convient d'utiliser un combustible de pré-injection à pouvoir d'auto-inflammation élevé. Pour l'injection, on utilise de préférence deux pulvérisateurs réunis dans un même corps, connu par exemple par le brevet américain n O 4524737. -5- Revendications: 1 Dispositif d'injection de combustible pour moteur à combustion interne, notamment pour moteur Diesel, du type comportant deux pulvérisateurs réunis dans un même corps ou situés dans des corps séparés, l'un servant à la pré-injection de combustible, l'autre à l'injection principale de combustible, les combustibles étant différents ou non, lesdits pulvérisateurs étant situés à proximité l'un de l'autre au voisinage du centre de la culasse, munis de trous de pulvérisation de combustible équidistants ou non et contrôlés par des aiguilles distinctes, CARACTERISE EN CE QUE le pulvérisateur de pré-injection comporte une série de trous dont les axes ( 8 a, 9 a) s'appuient sur un premier cône et le pulvérisateur d'injection principale ( 2) comporte une série de trous dont le nombre est le double de celui du pulvérisateur de pré- injection et dont les axes ( 5 a, 6 a, 7 a) s'appuient sur un second cône, la position relative des cônes, l'angle de chacun des cônes et l'orientation des axes des trous sur les cônes étant choisis de telle sorte que dans une zone située sensiblement à mi-longueur des jets d'injection principale, les distances entre chacun des jets de pré- injection et les deux jets d'injection principale associés soient minimales et sensiblement égales. 2) Dispositif d'injection de combustible selon la revendication 1, CARACTERISE EN CE QUE les trous du pulvérisateur de pré-injection ( 3) comportent, dans le sens de l'écoulement du combustible, une partie cylindrique ( 10) et une partie tronconique ( 11), l'évasement de la partie tronconique étant situé côté chambre de combustion et la longueur de la partie conique étant inférieure à 80 % de l'épaisseur de la paroi.