Brevet FR2762364A1 — publié le 19981023

I Etat de la technique La présente invention concerne un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne comprenant un corps de filtre en forme de tige placé dans un canal de car-5 burant en amont de l'ouverture d'éjection, et ayant à ses ex- trémités frontales une collerette respective remplissant de façon ajustée la section du canal, et entre les collerettes, un élément de filtre relié au canal de carburant par des ou- vertures prévues dans les collerettes.10 On connaît un tel injecteur de carburant par exemple selon le document EP-0 084 182. Dans cet injecteur de carburant, le segment central comporte un passage inférieur au diamètre des collets. Sa surface enveloppe comporte deux groupes de rainures longitudinales; l'un des groupes est is-15 su de l'une des faces frontales et l'autre groupe est issu de l'autre face frontale. Toutes les rainures se terminent dans le segment médian. Selon le document DE-196 08 608.6, on connaît un injecteur de moteur à combustion interne ayant un corps de filtre en forme de tige dont les extrémités frontales ont une collerette de diamètre agrandi par rapport à celui du segment médian du corps de filtre; deux groupes de rainures longitu- dinales, fermées axialement d'un côté sont usinées dans la surface enveloppe de ce corps de filtre; un premier groupe de ces rainures part de la surface frontale supérieure oppo- sée à l'orifice d'injection et le second groupe est issu d'une surface frontale inférieure du corps de filtre, du côté de l'orifice d'injection; les rainures longitudinales du premier et du second groupe sont réparties en alternance à la périphérie du corps de filtre. Dans ce corps de filtre en forme de tige, la collerette inférieure s'étend sur l'extrémité axiale fermée des rainures longitudinales du pre- mier groupe pour former des poches de réception recueillant les particules de saleté. Cela évite avec certitude le pas- sage des particules de saleté à travers le corps de filtre. Dans de tels corps de filtre, à son passage à travers le filtre, le carburant à filtrer est forcé à travers d'étroits intervalles réalisés entre la périphérie extérieure profilées du corps de filtre et la paroi qui l'entoure du ca- nal de carburant. On retient ainsi les particules de saleté, des copeaux ou des éléments analogues d'une certaine dimen- sion, qui seraient entraînés au filtrage du carburant.5 La difficulté de tels filtres est que l'intervalle peut être traversé par des particules en forme d'aiguille ou de plaquette, par exemple des copeaux de lon- gueur ou de diamètre supérieur à la section de l'ouverture des orifices d'éjection du corps d'injecteur. Cela est notam- ment une difficulté dans le cas d'injecteurs dont le corps comporte de très petits orifices d'éjection. La présente invention a ainsi pour but de perfec- tionner un injecteur de carburant du type défini ci-dessus, pour améliorer l'effet de filtrage malgré la simplicité de la fabrication et de la rendre notamment indépendante de la forme des particules à séparer par filtrage. Avantages de l'invention Ce problème est résolu dans le cas d'un injecteur de carburant correspondant au type défini ci-dessus en ce qu'au moins un élément de filtre comporte un grand nombre d'ouvertures disposées de préférence dans la direction ra- diale, et ayant une section d'ouverture inférieure à celle de chaque orifice d'éjection du corps d'injecteur. Du fait que le corps d'injecteur comporte plu- sieurs ouvertures dirigées de préférence dans la direction radiale, ayant une section d'ouverture inférieure à celle de chaque orifice d'éjection du corps de l'injecteur, cela per- met de séparer par filtrage toutes les particules indépendam- ment de leur forme et qui risqueraient de détériorer l'aptitude au fonctionnement de l'injecteur. En particulier, on peut séparer par filtrage des particules en forme d'aiguilles ou de plaquettes, par exemple des copeaux en forme d'aiguilles ou de plaquettes dans les orifices dirigés de préférence dans la direction radiale. En outre, de tels éléments de filtre se réalisent d'une manière particulièrement simple décrite ultérieurement. Un mode de réalisation avantageux prévoit plu- sieurs éléments de filtre sous forme axiale avec des branches réparties en forme d'étoile dans la direction radiale et en- tre lesquelles il y a deux groupes de rainures dirigées axia- lement et fermées axialement d'un côté, l'un des groupes de rainures étant issu d'une face frontale et l'autre de l'autre face frontale du corps de filtre. La disposition en forme d'étoile, d'éléments de filtre en forme d'entretoises, permet d'obtenir un effet de filtrage régulier pour une surface superficielle importante. Suivant une caractéristique avantageuse, le rayon des entretoises correspond au rayon des collerettes. Dans ce cas, l'effet de filtrage est assuré exclusivement par les ou- vertures prévues dans les entretoises. De plus, selon un exemple de réalisation avanta- geux de l'invention, le rayon des entretoises est inférieur au rayon des collerettes pour former un intervalle entre les entretoises et la surface cylindrique limitant le canal de carburant, cet intervalle permettant en plus des ouvertures des entretoises, de réaliser un effet de filtrage complémen- taire. Selon une caractéristique avantageuse, l'élément de filtre est une plaquette de forme rectangulaire prévue en- tre les collerettes, de manière centrale, reliée à celles-ci, cette plaquette recevant le carburant à filtrer par des ou- vertures prévues axialement dans les collerettes, et qui dé- bouchent en alternance chaque fois l'une des deux faces de la plaquette. Un tel élément de filtre et ainsi l'ensemble du corps de filtre se réalisent d'une manière relativement sim- ple. Selon un autre exemple de réalisation également simple à fabriquer, l'élément de filtre est un corps cylin- drique de diamètre inférieur à celui des collerettes et dont l'intérieur est relié par une ouverture prévue dans la pre- mière collerette au canal de carburant et dont l'extérieur est relié au canal de carburant par des ouvertures prévues dans l'autre collerette. Un tel élément de filtre permet en particulier un écoulement très régulier car les ouvertures sont réparties sur toute la surface enveloppe du corps cylin- drique. Aucune indication précise n'a été donnée ci- dessus à propos des ouvertures. Sur le strict plan du prin- cipe, les ouvertures peuvent être réalisées d'une manière quelconque. Toutefois, comme ouvertures on utilise avantageu- sement des perçages qui peuvent être réalisés très rapidement car simultanément et en outre de manière très précise, par exemple en perçant au laser. Selon un autre exemple de réalisation avantageux, l'élément de filtre est un corps en céramique, poreux, de forme cylindrique tronconique. Un tel corps en céramique po- reux est notamment avantageux à cause de sa fabrication très15 simple car il n'est pas nécessaire de réaliser ultérieurement des ouvertures dans ce corps en céramique. Pour opposer au carburant filtré une perte de charge aussi réduite que possible, il est avantageux que la section totale de toutes les ouvertures de préférence dans la direction radiale soit supérieure ou égale à la section du canal de carburant. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de quelques exemples de réa- lisation représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure la est une vue de dessus, - la figure lb est une vue de côté d'un corps de filtre uti- lisé dans un injecteur de carburant selon l'invention, - la figure 2a est une vue de côté coupée axialement, - la figure 2b est une vue de côté d'un autre mode de réali- sation d'un corps de filtre appliqué à un injecteur de car- burant selon l'invention, - la figure 3a est une vue de dessus, - la figure 3b est une vue de côté coupée axialement d'un au- tre mode de réalisation d'un corps de filtre appliqué à un injecteur de carburant selon l'invention, - la figure 4a est une vue de dessus, - la figure 4b est une vue de côté coupée axialement d'un au- tre mode de réalisation d'un corps de filtre utilisé dans injecteur de carburant selon l'invention, - la figure 5 est une vue en coupe d'un injecteur de carbu- rant connu selon l'état de la technique. Description des exemples de réalisation Un injecteur connu selon l'état de la technique, représenté à la figure 5 comporte un canal de carburant 51 réalisé dans un support 52; ce canal est relié à la chambre de pression d'une buse d'injecteur 55. La buse d'injecteur 55 est reliée au support 52 par un écrou de serrage de buse 53. Une aiguille d'injecteur 63 est montée mobile axialement sous l'effet d'un ressort de compression 61 et elle comporte à son extrémité inférieure une forme conique coopérant avec un siège conique pour fermer ou ouvrir l'ouverture d'injection 64. La cavité logeant le ressort de compression 61 est reliée à un embout 58. Cet embout 58 a pour but d'évacuer l'huile de fuite qui arrive dans la chambre à ressort. Un corps de filtre 52 en forme de tige est placé dans le canal de carburant 51; à ses extrémités frontales, le corps de filtre comporte chaque fois une collerette remplissant de ma- nière ajustée la section du canal; entre les collerettes il y a au moins un élément de filtre. L'élément de filtre est relié par des ouvertures prévues dans les collerettes au ca- nal de carburant 51. Un exemple de réalisation d'un corps de filtre représenté aux figures la, lb comprend des éléments de filtre sous la forme d'entretoises 10, axiales, disposées en étoile dans la direction radiale et entre lesquelles il y a deux groupes de rainures 11, 12 dirigées axialement et qui sont fermées axialement d'un côté; l'une des rainures 11 est is- sue d'une face frontale 13 d'une première collerette 15 et l'autre est issue de l'autre face frontale 14 de la seconde collerette 16. Les entretoises 11 comportent un grand nombre de perçages répartis régulièrement et ayant un diamètre d'environ 0,1 mm; ces perçages peuvent être réalisés par un laser; seuls quelques perçages ont été représentés à titre d'exemple à la figure 1. Selon la figure 1, le rayon des entretoises 10 est inférieur au rayon des collerettes 15, 16 de manière à former un intervalle annulaire entre les entretoises 10 et la surface cylindrique délimitant le canal de carburant; cet intervalle crée un effet de filtrage supplémentaire, d'une manière connue en soi et décrite de manière plus précise ci- dessus. Il convient de remarquer que la réalisation de cet10 intervalle n'est pas nécessaire. Bien plus, les entretoises peuvent avoir le même rayon que les collerettes 15, 16 et être ainsi logées de manière ajustée dans le canal cylindri- que. Dans ce cas, l'effet de filtrage est assuré uniquement par les perçages 19 des entretoises 10. Ces perçages 19 diri- gés dans la direction radiale garantissent qu'aucune parti- cule en forme de tige ou de plaquette ne puisse sortir du corps de filtre et influencer ainsi de manière négative le fonctionnement de la pompe d'injection. Selon un second exemple de réalisation représenté à la figure 2, l'élément de filtre est une plaquette rectan- gulaire 20 placée entre les collerettes 21, 22 en étant re- liée à celles-ci; cette plaquette reçoit le carburant filtré par les ouvertures axiales 23, 24 prévues dans les colleret- tes, et qui débouchent alternativement d'un côté ou de l'autre par rapport aux deux faces 25, 26 de la plaquette 20. La plaquette rectangulaire 20 comporte un grand nombre de perçages 29 dirigés radialement et répartis régulièrement; cela interdit le passage de particules en forme de tige ou de plaquette plus grande que la section d'ouverture de chacun des perçages, à partir du côté 25 relié par l'ouverture 23 à l'arrivée de carburant, vers l'autre côté 26 de l'élément de filtre; ce dernier est relié par l'ouverture 24 à la sortie du canal de carburant. Selon un autre exemple de réalisation représenté aux figures 3a, 3b, l'élément de filtre est un corps cylin- drique 30 s'étendant entre deux collerettes 31, 32 et ayant un diamètre inférieur au diamètre des collerettes 31, 32. L'intérieur du corps cylindrique 30 est relié au canal de carburant par une ouverture 33 prévue dans la collerette 31 alors que la partie extérieure est reliée au canal de carbu- rant par une ouverture périphérique 34 entourant de façon an- nulaire l'autre collerette 32. L'ouverture 34 correspond à5 l'entrée du carburant et l'ouverture 33 à la sortie du carbu- rant. L'enveloppe du corps cylindrique 30 comporte plusieurs perçages 39 dirigés radialement, et qui servent à filtrer les particules. Le corps de filtre est traversé radialement; les particules à séparer par filtrage restent dans l'intervalle10 entre le diamètre extérieur 38 et le perçage logeant l'élément de filtre si bien que les particules ne peuvent at- teindre la sortie de carburant. Dans tous les exemples de réalisation décrits ci- dessus et représentés aux figures 1 à 3, les différents per- çages ont une section d'ouverture inférieure à celle des ou- vertures d'éjection de la buse de l'injecteur. Selon un autre exemple de réalisation représenté aux figures 4a, 4b, l'élément de filtre est un corps en céra- mique 40, poreux, de forme cylindrique tronconique, s'étendant entre deux collerettes; un côté est logé dans le canal de carburant par l'intermédiaire d'une collerette for- mant un bouchon 41. Le bouchon 41 comporte essentiellement quatre méplats périphériques 42 et une ouverture centrale 43 constituant l'entrée du carburant. Le bouchon 41 est enfoncé de force dans le canal de carburant. La sortie est reliée au volume central 44 du corps en céramique 40. Le corps en céramique 40, poreux, se réalise par exemple en mélangeant des particules de matière synthétique d'une dimension inférieure à la section d'ouverture de l'orifice d'éjection de l'injecteur à la masse de matière cé- ramique de départ. Ces particules de matière synthétique se- ront ultérieurement brûlées lors de la cuisson de la matière céramique de façon à former un grand nombre de petites ouver- tures 49 dans le corps en matière céramique, ouvertures dont la section est inférieure à celle de chaque orifice d'éjection du corps d'injecteur. Comme cela apparaît en outre à la figure 4, l'élément de filtre présente à son côté tourné vers la sortie de carburant, des poches de réception 45 pour recueillir les particules séparées par filtrage, par exemple des copeaux. Ces copeaux sont détruits d'une manière connue en soi par des impulsions de pression. Tous les exemples de réalisation représentés ci- dessus ont une section d'ouverture globale pour les ouvertu- res de l'élément de filtre qui est supérieure ou égale à la section du canal de carburant. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Injecteur de carburant pour moteur à combustion interne comprenant un corps de filtre en forme de tige placé dans un canal de carburant en amont de l'ouverture d'éjection, et5 ayant à ses extrémités frontales une collerette respective (15, 16; 21, 22; 31, 32; 41) remplissant de façon ajustée la section du canal, et entre les collerettes, un élément de filtre relié au canal de carburant par des ouvertures prévues dans les collerettes (15, 16; 21, 22; 31, 32; 41), caractérisé en ce qu' au moins un élément de filtre comporte un grand nombre d'ouvertures (19, 29, 39, 49) dirigées de préférence dans la direction radiale et ayant une section d'ouverture inférieure à celle de chaque ouverture d'éjection de la buse d'injection. 2 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs éléments de filtre sont prévus sous la forme d'entretoises (10), dirigées axialement, et réparties en étoile dans la direction radiale, et entre lesquelles se trouvent deux groupes de rainures (11, 12), dirigées axiale- ment et fermées à une extrémité axiale, l'un des groupes 11 étant issu d'une face frontale (13) et l'autre groupe de l'autre face frontale (14) du corps de filtre. 3 ) Injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rayon des entretoises (10) correspond au rayon des colle- rettes (15, 16). 4 ) Injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rayon des entretoises (10) est inférieur au rayon des col- lerettes (15, 16) pour former un intervalle entre les entre- toises (10) et la surface cylindrique délimitant le canal de carburant. ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de filtre est une plaquette rectangulaire (20) pla- cée entre les collerettes (21, 22), de manière centrale en étant reliée à ces collerettes, et cette plaquette est solli- citée avec du carburant sur chaque fois l'une des deux faces (25, 26) de la plaquette (20), à travers des ouvertures (23, 24) réalisées axialement dans les collerettes (21, 22). 6 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de filtre est un corps cylindrique (30) de diamètre inférieur à celui des collerettes (31, 32) dont la partie in- térieure (37) est reliée au canal de carburant par une ouver- ture (33) réalisée dans une collerette (31) et dont la partie extérieure est reliée au canal de carburant par une ouverture (34) réalisée dans l'autre collerette (32). 7 ) Injecteur de carburant selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que les ouvertures sont des perçages. 8 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de filtre est un corps en céramique (40), poreux, de forme cylindrique ou tronconique. 9 ) Injecteur de carburant selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la section totale de toutes les ouvertures dirigées de préfé- rence dans la direction radiale est supérieure ou égale à la section du canal de carburant.