Brevet FR2783571A1 — publié le 20000324

Etat de la technique L'invention concerne un injecteur de carburant pour des moteurs à combustion interne comprenant un corps d'injecteur, dans lequel on fait coulisser un organe d'injecteur servant à commander une section transversale d'injection et qui est serré contre un corps de maintien de l'injecteur, dans lequel sont disposés au moins deux canaux sous pression servant à amener des fluides d'injection au corps de l'injecteur, canaux qui peuvent être raccordés par des raccordements sous pression chacun à une conduite d'arri- vée. Dans le cas d'injecteurs de carburant de ce type, connus par exemple par le document DE-195 04 849 un organe d'injecteur qui sert à commander une section transversale d'injection axialement est guidé dans un corps d'injecteur de façon à ce qu'il puisse coulisser. Ce corps d'injecteur est alors serré au moyen d'un écrou de serrage axialement contre un corps de maintien de l'injecteur, des canaux sous pression étant prévus dans ce corps de maintien de l'injecteur pour amener les fluides d'injection. Dans ce cas on peut prévoir, comme par exemple dans le cas de l'injecteur connu de carbu- rant mentionné ci-dessus, plusieurs canaux sous pression, par exemple deux canaux, dans le corps de l'injecteur et dans le corps de maintien de l'injecteur, pour commander par exemple un mouvement d'ouverture en plusieurs étapes, de préférence en deux étapes, de l'organe d'injecteur pouvant coulisser. Des injecteurs de carburant de ce type sont pourvus par exem- ple d'un organe qui s'ouvre vers l'extérieur, sur lequel sont prévues deux rangées de trous d'injection se trouvant axiale- ment l'une au dessus de l'autre, qui peuvent être commandées l'une après l'autre lors de la course d'ouverture, dirigée vers l'extérieur, de l'organe d'injecteur. La course d'ouver- ture en deux étapes d'un organe d'injecteur de ce type peut être commandée mécaniquement au moyen de différentes forces de rappel, par exemple de deux ressorts ou être commandée hy- drauliquement au moyen de vannes additionnelles. Il est tou- tefois particulièrement avantageux de réaliser le mouvement de la course d'ouverture en deux étapes d'un injecteur de carburant de ce type au moyen de deux canaux sous pression séparés, qui présentent des niveaux de pression d'injection différents. Pour des injecteurs de carburant de ce type il y a lieu de prévoir en conséquence au moins deux canaux sous pression dans le corps de l'injecteur et ensuite dans le corps de maintien de l'injecteur les raccords sous pression à ces canaux sous pression séparés ayant été prévus jusqu'ici d'une manière présentant une construction coûteuse d'une part sur la surface enveloppe du corps de maintien de l'injecteur et d'autre part sur sa face frontale située à l'opposé de la chambre de combustion. En variante à l'injecteur de carburant mentionné ci-dessus il est nécessaire d'avoir deux canaux sous pression séparés pour amener des fluides d'injection à l'orifice d'in- jection même dans le cas de ce que l'on appelle les buses bi- fluides, dans lesquelles on doit amener séparément l'un de l'autre deux fluides d'injection différents à la section transversale d'injection de l'injecteur. Dans ce cas les rac- cords sous pression pour ces canaux sous pression, qui ser- vent à amener par exemple du carburant et de l'eau, sont jusqu'ici prévus sur le corps de maintien de l'injecteur de façon à être écarté l'un de l'autre, ce qui a pour consé- quence outre un encombrement accru aussi un coût accru de construction pour fixer les conduites sous pression corres- pondantes. Avantages de l'invention L'injecteur de carburant selon l'invention pour des moteurs à combustion interne avec les éléments caracté- ristiques a par contre l'avantage que les raccordements sous pression pour les deux canaux sous pression séparés l'un de l'autre sont disposés aussi étroitement que possible l'un à côté de l'autre ce qui permet de ne leur consacrer qu'un faible emplacement et d'avoir un faible coût de montage avec en outre la possibilité d'utiliser des éléments de fixation conventionnels pour les conduites sous pression. Pour cela on prévoit de mettre les raccordements sous pres- sion des canaux sous pression dans le corps de maintien de l'injecteur sur une face frontale, tournée à l'opposé du corps de l'injecteur, à laquelle puisse être raccordés en même temps deux conduites d'arrivée à haute pression selon une disposition en tandem. Dans ce cas les conduites d'arri- vée à haute pression présentent à leurs extrémités respecti- vement un ajutage sous pression ayant une section transversale élargi, ajutage qui coopère avec les surfaces de raccordement sous pression dans la face frontale du corps de maintien de l'injecteur, les ajutages sous pression des con- duites d'arrivée étant serrées d'une manière avantageuse au moyen d'un écrou de serrage commun en étant vissées sur la tige du corps de maintien de l'injecteur contre le corps de maintien de l'injecteur. Dans ce cas entre les ajutages sous pression des conduites d'arrivée à haute pression et les écrous de serrage qui serrent ceux-ci contre le corps de maintien de l'injecteur on insère de préférence une plaque de pression, qui positionne correctement les ajutages sous pres- sion des conduites d'arrivée et qui est constituée d'un seul tenant pour une fabrication en série et de préférence en deux parties à des fins d'essai avec des conduites interchangea- bles. Pour permettre dans ce cas d'avoir si possible une com- pensation des tolérances entre les deux conduites, les faces frontales coniques des ajutages de raccordement sous pression peuvent être réalisées de façon molle de telle sorte qu'elles se déforment de façon plastique lors du serrage. En variante il est cependant aussi possible d'interposer entre les ajuta- ges sous pression des conduites à haute pression et la plaque de pression une couche molle, qui peut fluer (par exemple en cuivre ou en acier doux). Le raccord, représenté et décrit dans l'exemple de réalisation pour deux conduites à haute pression séparées l'une de l'autre, n'est dans ce cas à cet endroit représenté qu'avec deux raccords sous pression, il est toutefois possi- ble aussi de fixer plus de deux conduites à haute pression de cette manière avec un écrou de serrage commun à l'extrémité, située à l'opposé de l'injection, du corps de maintien de l'injecteur. En outre on a représenté le raccord de la con- duite sous pression selon l'invention seulement sur un injec- teur de carburant, mais on peut aussi l'utiliser sur des composants analogues tels que par exemple des pompes d'injec- tion de carburant. Dans le cas des injecteurs de carburant les deux raccords séparés sous pression et les canaux sous pression peuvent servir à amener deux fluides d'injection ou aussi un seul fluide avec des niveaux de pression différent. Il est également possible en variante dans le cas de ce que l'on appelle des buses de varioregistres d'utiliser le deuxième canal sous pression comme conduite de commande. Dans ce cas la course d'ouverture par exemple en deux étapes a lieu sous l'action du blocage hydraulique de l'organe de l'injecteur dans une position intermédiaire. L'organe de l'injecteur présente pour cela un piston de commande qui peut coulisser dans une chambre hydraulique de travail. La con- duite de décharge de cette chambre de travail est dans ce cas maintenue fermée par une vanne ou de préférence un piston d'échappement, sur lequel agit une pression de fermeture dé- terminée. Dans la première phase d'ouverture le premier ni- veau de pression d'ouverture qui vient en prise sur l'organe de l'injecteur, fait alors coulisser l'organe d'injecteur dans une position intermédiaire, la pression dans la chambre de travail hydrauliquement fermée augmentant du fait du cou- lissement du piston de commande jusqu'à ce qu'elle bloque hy- drauliquement la poursuite du mouvement d'ouverture de l'organe d'injecteur dans la position intermédiaire atteinte. C'est seulement avec une nouvelle augmentation significative de la pression d'ouverture que la vanne est commandée dans la conduite de décharge de la chambre hydraulique de travail ou qu'on fait coulisser le piston d'échappement, de telle sorte que l'organe d'injection puisse parcourir la deuxième étape de son ouverture jusqu'à sa venue en butée terminale. Dans ce cas il est alors possible avec le deuxième canal sous pression de régler la force de fermeture qui agit sur le piston d'échappement ou sur la vanne dans la conduite de décharge, ou de commander la vanne ou le piston d'échappement et de commander de cette façon directement la libération du volume d'échappement et de cette façon la course de l'organe d'injection. En variante il est aussi pos- sible d'alimenter la chambre de travail du piston de commande directement avec une pression de commande réglable et de com- mander ainsi le mouvement de la course d'ouverture de l'or- gane d'injection. L'invention est caractérisée en ce que les rac- cords sous pression sont disposés sur une surface frontale du corps de maintien de l'injecteur qui est tournée à l'opposé du corps de l'injecteur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: * les conduites d'arrivée présentent respectivement un aju- tage sous pression, dont la section transversale est élar- gie, par lequel ils reposent sur les surfaces de raccordement sous pression dans la face frontale du corps de maintien de l'injecteur, les ajutages sous pression des conduites d'arrivée étant serrés au moyen d'un écrou de serrage commun, vissé sur la tige du corps de maintien de l'injecteur contre le corps de maintien de l'injecteur, * entre les ajutages sous pression des conduites d'arrivée et l'écrou de serrage, qui serre ceux-ci contre le corps de maintien de l'injecteur, on insère une plaque de pression, * les surfaces de raccordement sous pression dans la face frontale du corps de maintien de l'injecteur et les faces frontales, qui coopèrent avec celles-ci, des ajutages sous pression des conduites d'arrivée sont constituées de façon conique, * les ajutages sous pression présentent à leurs extrémités tournées à l'opposé du corps de maintien de l'injecteur un épaulement annulaire, formé par le débordement de la sec- tion transversale tubulaire des conduites d'arrivée, et sur lequel vient en prise au moins indirectement l'écrou de serrage. Dessins La présente invention va être décrite ci-après plus en détail à partir d'un mode de réalisation, représenté sur le dessin annexé, dans lequel: - la figure montre une coupe longitudinale à travers la par- tie essentielle de l'invention d'un injecteur de carburant, alors que sur la face frontale, située à l'opposé de la chambre de combustion, du corps de maintien de l'injecteur sont fixés deux conduites d'arrivée à haute pression. Description de l'exemple de réalisation L'injecteur de carburant représenté sur la figure unique pour des moteurs à combustion interne présente un corps d'injection 1 qui pénètre par l'une de ses extrémités dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne à alimenter et qui par son autre extrémité est serré au moyen d'un écrou d'accouplement 3 axialement contre un corps de maintien d'injecteur 5. Dans le corps de l'injecteur 1 on fait coulisser dans ce cas un organe d'injection 7 en forme de piston axialement à l'encontre de la force de rappel d'un ressort d'injecteur 9, l'organe d'injection 7 présentant d'une manière que l'on n'a pas représentée plus en détail à son extrémité située du côté de la chambre de combustion une surface d'étanchéité, par laquelle il coopère pour commander la section transversale d'un orifice d'injection avec la sur- face de siège de l'injecteur à poste fixe dans le corps de l'injecteur 1. Ce faisant dans le cas de l'injecteur de car- burant selon l'invention on utilise deux conduites d'alimen- tation de fluide d'injection disposées indépendamment l'une de l'autre, au moyen desquels le fluide d'injection arrive à la section transversale d'injection dans le corps de l'injec- teur 1. Pour cela on a prévu dans le corps de l'injecteur 1 entre un disque intermédiaire 11, serré entre le corps de l'injecteur 1 et le corps de maintien de l'injecteur 5, et le corps de maintien de l'injecteur 5 deux canaux sous pression 13, qui s'étendent axialement, canaux qui en partant d'une face frontale 15, située à l'opposé du corps de l'injecteur 1, du corps de maintien de l'injecteur 5 débouchent sur le siège de l'injecteur, non représenté plus en détail, à l'in- térieur du corps de l'injecteur 1. Les orifices d'entrée des canaux sous pression 13 sur la face frontale 15 du corps de maintien de l'injecteur 5 sont dans ce cas constitués sous la forme de surfaces coniques 17 de raccordement sous pression. Sur ces surfaces coniques de raccordement 17 sont appliquées deux conduites séparées d'alimentation sous haute pression 19 avec des ajutages sous pression 21 prévus à leurs extrémités, les ajutages sous pression 21 étant formés par des élargisse- ments de leur section transversale sur les conduites d'ali- mentation 19. Les faces frontales 23 qui coopèrent avec les faces de raccordement sous pression 17 des ajutages sous pression 21 sont dans ce cas formées également de façon coni- que. En outre le débordement de la section transversale de l'ajutage sous pression 21 par rapport à la section transver- sale de forme tubulaire des conduites d'alimentation 19 forme à son extrémité, située à l'opposé du corps de maintien de l'injecteur 5, un épaulement annulaire 25. Sur cet épaulement annulaire 25 de l'ajutage sous pression 21 vient en prise axialement un écrou de serrage 27, qui est vissé au moyen d'un filetage intérieur sur un filetage extérieur sur la tige du corps de maintien de l'injecteur 5. Dans ce cas on a insé- ré entre l'écrou de serrage 27 et les surfaces de l'épaulement annulaire 25 sur l'ajutage sous pression 21 une plaque de pression 29, qui positionne les ajutages sous pres- sion 21 en direction des surfaces de raccordement sous pres- sion 17 et qui garantit une introduction régulière des forces lors du serrage axial de l'écrou de serrage 27 sur les surfa- ces d'étanchéité comprises entre les ajutages sous pression 21 et les surfaces de raccordement sous pression 17. Pour avoir une compensation des tolérances entre les deux ajutages sous pression 21 des conduites d'alimentation 19, on a prévu en outre entre la plaque de pression 29 et les ajutages sous pression 21 une couche de métal en cuivre ou en acier doux, qui se déforme lors du vissage de l'écrou de serrage 27. Ce faisant il est alors possible au moyen des deux conduites d'arrivée séparées 19 et des canaux sous pres- sion 13 installés séparément à l'intérieur de l'injecteur de carburant, d'amener à la chambre sous pression qui est placée en avant de la section transversale de l'orifice d'injection, un fluide d'injection sous des pressions d'injection diffé- rentes, de telle sorte que la buse connue de varioregsitre puisse être commandée par une course d'ouverture de l'organe de l'injecteur en deux étapes, dirigée vers l'extérieur, au moyen de l'alimentation appropriée du carburant d'injection sous des pressions du carburant différentes, de telle sorte que l'on atteigne tout d'abord une première position de la course d'ouverture de l'organe d'injection, commandant la rangée inférieure de trous et que l'on fasse aussi démarrer par l'alimentation du carburant se trouvant sous une pression plus élevée la deuxième course d'ouverture. La fixation des deux conduites d'arrivée séparées 19 a lieu alors dans ce cas d'une lanière simple quant à sa construction au moyen de ce qu'on appelle un raccordement en tandem sur la face frontale 15, tournée à l'opposé du corps de l'injecteur, du corps de maintien de l'injecteur 5, en pouvant utiliser pour serrer les ajutages sous pression 21 des conduites d'arrivée 19 contre les surfaces de raccorde- ment sous pression correspondantes 17 un écrou de serrage conventionnel 27.15 R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Injecteur de carburant pour moteurs à combustion interne comprenant un corps d'injecteur (1), dans lequel on fait cou- lisser un organe d'injecteur (7) servant à commander une sec- tion transversale d'injection et qui est serré contre un corps de maintien de l'injecteur (5), dans lequel sont dispo- sés au moins deux canaux sous pression (13) servant à amener des fluides d'injection au corps de l'injecteur (1), canaux qui peuvent être raccordés par des raccordements sous pres- sion (17) respectivement à une conduite d'arrivée (19), caractérisé en ce que les raccords sous pression (17) sont disposés sur une surface frontale (15) du corps de maintien de l'injecteur (5) qui est tournée à l'opposé du corps de l'injecteur (1). 2 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduites d'arrivée (19) présentent respectivement un ajutage sous pression (21), dont la section transversale est élargie, par lequel ils reposent sur les surfaces de raccor- dement sous pression (17) dans la face frontale (15) du corps de maintien de l'injecteur (5), les ajutages sous pression (21) des conduites d'arrivée (19) étant serrés au moyen d'un écrou de serrage commun (27), vissé sur la tige du corps de maintien de l'injecteur (5) contre le corps de maintien de l'injecteur (5). 3 ) Injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que entre les ajutages sous pression (21) des conduites d'arrivée (19) et l'écrou de serrage (27) qui serre ceux-ci contre le corps de maintien de l'injecteur (5), on insère une plaque de pression (29). 4 ) Injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces de raccordement sous pression (17) dans la face frontale (15) du corps de maintien de l'injecteur (5) et les faces frontales (23) qui coopèrent avec celles-ci, des ajuta- ges sous pression (21) des conduites d'arrivée (19), sont constituées de façon conique. 5 ) Injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ajutages sous pression (21) présentent à leurs extrémités tournées à l'opposé du corps de maintien de l'injecteur (5) un épaulement annulaire (25), formé par le débordement de la10 section transversale tubulaire des conduites d'arrivée (19), et sur lequel vient en prise au moins indirectement l'écrou de serrage (27)