Brevet FR2763364A1 — publié le 19981120

Etat de la technique La présente invention concerne un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne, notamment moteur Diesel comprenant un corps d'injecteur fixé dans un support d'injecteur par un écrou de serrage. recevant un organe d'obturation (aiguille) coulissant axialement et ayant une surface d'étanchéité, pour coopérer avec un siège de soupape, fixe pour commander la section d'injection; et au moins un ressort d'injecteur s'appuyant contre une butée fixe et exer- çant sur l'organe d'obturation une force dirigée vers le siège de soupape. On connaît un tel injecteur de carburant par exemple selon le document DE-44 08 245 Al; cet injecteur s'utilise de préférence dans des moteurs à combustion interne Diesel notamment de véhicules utilitaires. Sur des trajets en pente, les véhicules utilitai- res entraînés par un moteur à combustion interne Diesel, uti- lisent fréquemment le frein à pression continue, c'est-à-dire le frein moteur, ce qui crée une montée en température consi- dérable au niveau de l'injecteur de carburant qui peut dé- truire l'injecteur. Pour évacuer cette chaleur, certains injecteurs de moteurs Diesel à huile lourde ont des canaux de refroidis- sement directement dans le corps de l'injecteur. La difficulté de tels injecteurs est que d'une part l'évacuation de la chaleur par le canal de refroidisse- ment prédéterminé est limitée et d'autre part la construction de l'injecteur de carburant est compliquée et ainsi sa fabri- cation devient très coûteuse. La présente invention a pour but de développer un injecteur de carburant correspondant au type défini ci- dessus, assurant un refroidissement efficace avec des moyens techniquement simples. Avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un injecteur caractérisé en ce que l'écrou de serrage est entouré au moins partiellement par un manchon; entre l'écrou de serrage et le manchon, on forme un volume à fluide de refroidissement rendu étanche vis-à-vis de l'environnement par des éléments d'étanchéité, et le fluide de refroidissement passe par au moins un orifice d'entrée de fluide de refroidissement dans le manchon, et au moins un orifice de sortie de fluide de re-5 froidissement dans le manchon. L'enceinte à fluide de refroidissement formée par le manchon recevant le fluide de refroidissement permet un refroidissement très efficace de l'écrou de serrage et du corps d'injecteur au niveau de l'organe d'obturation car le fluide de refroidissement passant dans la chambre sur l'écrou de serrage prend la chaleur dégagée au niveau de l'injecteur et la transmet au fluide de refroidissement du moteur à com- bustion interne. Le refroidissement est considérablement amélioré par rapport à celui des injecteurs de carburant connus selon l'état de la technique, et dans lesquels la chaleur dégagée est transmise au système de refroidissement uniquement par les points de contact et les zones de matière mince. Grâce au refroidissement efficace par le fluide refroidissement traversant la chambre à fluide de refroidis- sement, on peut réduire considérablement les conditions po- sées aux matières constituant l'injecteur. Cela permet d'utiliser des matières usuelles pour les injecteurs de car- burant qui sont réfractaires jusqu'à environ 270 C puisque le refroidissement est garanti de manière efficace. Sur le strict plan des principes, on peut réali- ser de multiples manières la chambre à fluide de refroidisse- ment. Un mode de réalisation avantageux prévoit que la chambre à fluide de refroidissement entoure de manière annu- laire l'écrou de serrage. On peut également envisager les modes de réalisa- tion les plus différents pour le positionnement des orifices d'entrée et/ou de sortie du fluide de refroidissement. Par exemple, les orifices d'entrée et de sortie du fluide de re- froidissement peuvent être des perçages radicaux du manchon. En particulier, pour réaliser un excellent écou- lement vers le corps de l'injecteur, au niveau de l'organe d'obturation, il est prévu, selon un mode de réalisation très avantageux, d'incliner les orifices d'entrée et/ou de sortie du fluide de refroidissement, suivant un certain angle par rapport à la direction axiale de l'injecteur. Les éléments d'étanchéité peuvent également être réalisés de différentes manières. Selon. un mode de réalisa- tion avantageux, les éléments d'étanchéité comprennent un joint torique entre le manchon et le corps de l'injecteur du côté de la chambre à fluide de refroidissement, de forme an- nulaire, opposée au siège de la soupape. Un tel joint se monte d'une manière très simple et peu coûteuse et assure une excellente étanchéité Comme fluide de refroidissement, on utilise de préférence de l'eau qui présente une très grande capacité ca- lorifique et permet ainsi d'absorber très bien la chaleur et l'évacuer. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur l'unique figure représentant une vue en coupe partielle d'un injecteur de carburant selon l'invention. Description de l'exemple de réalisation Un injecteur de carburant pour moteur à combus- tion interne, représenté à la figure 1, comprend un organe d'obturation 10 en forme de piston, par exemple une aiguille guidée en coulissement axial dans un alésage 12. L'organe d'obturation 10 présente à son extrémité tournée vers la chambre de combustion (non représentée) du moteur à combus- tion interne, une surface d'étanchéité conique 14 pour coopé- rer avec un siège de soupape 20, conique à l'extrémité fermée du perçage 12 tournée vers l'intérieur. Le corps d'injecteur 22 est serré à son extrémité éloignée de la chambre de com- bustion, par un écrou de serrage 24, axialement contre un support d'injecteur 26; entre les surfaces frontales du corps d'injecteur 22 et du support d'injecteur 26, on a serré une rondelle intermédiaire avec un orifice central. A son ex- trémité opposée au siège de soupape 20, l'aiguille 10 est sollicitée par une force exercée par l'intermédiaire d'une pièce de pression traversant la rondelle intermédiaire 28; cette force est exercée par le ressort d'injecteur en forme de ressort hélicoïdal 40 s'appuyant contre une butée fixe prévue sur le corps 26 et exerçant une force sur l'aiguille , dirigée vers son siège 20. Entre la surface d'étanchéité de soupape 14 et le siège de soupape 20, la paroi du corps d'injecteur 22 comporte au moins un orifice d'éjection 27 dé- bouchant dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne. L'application de la haute pression du carburant se fait d'une manière connue en soi par un canal annulaire 13 réalisé entre le corps de l'injecteur 22 et la paroi du per- çage 12; ce canal 13 s'élargit vers une chambre de pression dans laquelle débouche une conduite de pression 43 venant d'une pompe d'injection non représentée. Dans la zone de l'aiguille 10, le corps d'injecteur 22 est entouré par un manchon 50. Des orifices d'entrée/sortie de fluide de refroidissement 52, 54 sont pré- vus dans le manchon 50. Ces orifices sont orientés en biais avec un angle par rapport à la direction axiale de l'injecteur de carburant. Entre le corps d'injecteur 22 fixé sur le corps de support 26 par l'intermédiaire de l'écrou de serrage 24 et le manchon 50, un volume annulaire 51 reçoit le fluide de refroidissement 70 par les orifices d'entrée/sortie 52, 54. Le volume annulaire 51 est rendu étanche vis-à- vis de l'environnement par des éléments d'étanchéité 53, 55. Ces éléments d'étanchéité sont par exemple un joint torique 53 prévu entre le manchon 50 et l'écrou de serrage 24 du côté de la chambre annulaire à fluide de refroidissement 51, opposée au siège de soupape 20. Le manchon 50 est lui-même monté dans un canal de fluide de refroidissement 71 rempli de fluide de refroidisse- ment 70. Entre le manchon 50 et une paroi 72 délimitant le canal de fluide de refroidissement 71, un joint 73, connu en soi (par exemple un joint torique) évite la sortie du fluide de refroidissement 70. Pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne, notamment comme frein moteur, l'aiguille 10 ainsi que le corps d'injecteur 22 et par suite l'écrou de serrage 24 subissent une élévation de température considérable. La chaleur est reprise par le fluide de refroidissement 70 arri- vant par l'orifice d'entrée de fluide de refroidissement 52 dans la chambre annulaire à fluide de refroidissement 51. Du fait de la convection, le fluide de refroidissement 70 chauf- fé dans le volume annulaire 51 à fluide de refroidissement passe par l'orifice de sortie 54 dans le canal de fluide de refroidissement 71. La chaleur est ainsi évacuée de manière très efficace grâce à l'écoulement provoqué par convection dans le volume annulaire à fluide de refroidissement 51. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Injecteur de carburant pour moteur à combustion interne notamment moteur Diesel comprenant un corps d'injecteur (22) fixé dans un support d'injecteur (26) par un écrou de serrage (24), recevant un organe d'obturation (aiguille) (10) coulis- sant axialement et ayant une surface d'étanchéité (14), pour coopérer avec un siège de soupape (20), fixe pour commander la section d'injection, et au moins un ressort d'injecteur (40) s'appuyant contre une butée fixe (41) et exercant sur I() l'organe d'obturation (10) une force dirigée vers le siège de soupape (20), caractérisé en ce que e l'écrou de serrage (24) est entouré au moins partiellement par un manchon (50), * entre l'écrou de serrage (24) et le manchon (50), on forme un volume à fluide de refroidissement (51) rendu étanche vis-à-vis de l'environnement par des éléments d'étanchéité (53, 55), et le fluide de refroidissement (70) passe par au moins un orifice d'entrée de fluide de refroidissement (52) ) dans le manchon (50), et au moins un orifice de sortie de fluide de refroidissement (54) dans le manchon. 2 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre à fluide de refroidissement entoure l'écrou de serrage suivant une forme annulaire. 3 ) Injecteur de carburant selon l'une quelconque des reven- dications 1 et 2, ) caractérisé en ce que l'entrée de fluide de refroidissement et/ou les orifices de sortie de fluide de refroidissement (52, 54) sont disposés en biais sous un angle par rapport à la direction axiale de l'injecteur de carburant. 4 ) Injecteur de carburant selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments d'étanchéité comprennent un joint torique (53) entre le manchon (50) et l'écrou de serrage (24) sur le côté de la chambre à fluide de refroidissement (51), annulaire, opposée au siège de soupape (20). ) Injecteur de carburant selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est de l'eau de refroidissement.