Brevet FR2792972A1 — publié le 20001103

Etat de la technique. La présente invention concerne un injecteur à re- gistre à deux sections de passage pour injecter du carburant, notamment des huiles lourdes, à deux étages à partir d'une chambre de pression dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, comprenant un support d'injecteur et un corps d'injecteur dans lequel une aiguille d'injecteur, pré- contrainte par un ressort, peut coulisser axialement avec une installation de butée de course d'aiguille. Une section de passage sous la forme d'une pre- mière galerie d'orifices d'éjection peut être par exemple prévue pour le fonctionnement au ralenti et une section de passage sous la forme d'une seconde galerie d'orifices d'injection peut être conçue pour le fonctionnement en charge15 maximale. Il est possible de commander l'ouverture de la se- conde section de passage avec une butée de course d'aiguille d'injecteur par la caractéristique du ressort. En variante, on peut également commander l'ouverture de la seconde section de passage avec deux butées de course d'aiguille en utilisant deux ressorts. Dans ces deux concepts, dans le cadre de la présente invention, on a toutefois abouti en principe à des inconvénients concernant les tolérances d'ouverture du second étage et l'écart de pression d'ouverture entre les différents niveaux d'ouverture. La présente invention a pour but de développer un injecteur à registre, correspondant au type défini ci-dessus, qui soit simple à réaliser et peu coûteux à fabriquer. Dans ces conditions, il faut que l'injecteur à registre selon l'invention présente un rapport de pression d'ouverture entre le second étage et le premier qui est supérieur à deux. Ce problème est résolu dans le cas d'un injecteur à registre à deux sections de passage pour l'injection de carburant notamment des huiles lourdes, à deux étages à par- tir d'une chambre de pression dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, comprenant un support d'injecteur et un corps d'injecteur dans lequel une aiguille d'injecteur, précontrainte par un ressort, peut coulisser axialement avec une installation de butée de course d'aiguille, caractérisé en ce que - une douille coulisse axialement sur l'aiguille dans le corps d'injecteur et, en cas de sollicitation en pression, elle est déplacée contre une butée de manchon formée sur le corps d'injecteur, - l'installation de butée de course d'aiguille dans un pre- mier étage d'injection vient en appui contre la douille, et - le corps d'injecteur comporte une butée contre laquelle vient en appui l'installation de butée d'aiguille dans un second étage d'injection. On réalise ainsi l'ouverture de l'injecteur à re- gistre à deux étages avec seulement un ressort normal et deux butées de couse d'aiguille. La commande hydraulique des sec- tions de passage de l'injecteur à registre et de la pression d'ouverture est fixée par la conception des diamètres diffé- rents de l'aiguille d'injecteur et du manchon. Grâce au man- chon supplémentaire, on a un plus grand écart des pressions d'ouverture malgré sa construction compacte, rendue possible avec seulement un ressort. Même aux vitesses de rotation éle- vées, l'ouverture est garantie de manière continue de l'in- jecteur à registre. Un mode de réalisation particulièrement avanta- geux de l'invention est caractérisé en ce que l'aiguille d'injecteur est logée dans une cavité communiquant à la cham- bre de pression par plusieurs perçages transversaux. Cela permet une accumulation et une répartition régulières de car- burant en amont des orifices d'injection. Selon un autre mode de réalisation particulière- ment avantageux de l'invention, l'installation de butée de course est formée par une douille à collerette munie d'un fi- letage extérieur pour appliquer un écrou qui sert à tenir une coupelle à ressort sur la douille à collerette. En tournant l'écrou, on modifie simplement la douille à collerette. En tournant l'écrou, on peut modifier de manière simple la pré- contrainte du ressort. Un autre mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention est caractérisé en ce que le corps d'injecteur est entouré, au moins partiellement, d'une enve- loppe de refroidissement. Le refroidissement permet d'utliser aussi l'injecteur à registre selon l'invention pour le fonc- tionnement à l'huile lourde. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un détail en coupe longitudinale d'un injecteur à registre selon l'invention. L'injecteur à registre comprend une aiguille d'injecteur 1 dont l'extrémité a la forme d'un siège conique 2. De plus, à l'extrémité de l'aiguille 1, il y a plusieurs orifices d'injection dans deux galeries d'orifices d'in- jection 14, 15 distantes axialement. L'aiguille d'injecteur 1 est logée de manière coulissante axialement dans un corps d'injecteur 6. Le corps 6 est fixé à un support d'injecteur 7 à l'aide d'un écrou chapeau 28. A l'intérieur du support d'injecteur 27 se trouve un ressort 5 logé dans une chambre à ressort 29. Le ressort 5 est fixé entre la face frontale du corps d'injecteur 6 et une coupelle à ressort 22. La coupelle à ressort 22 est tenue sur une douille à collerette 4. Pour cela, la douille à colle- rette 4 est munie d'un filetage extérieur 21. La douille 4 est rétractée sur l'aiguille d'injecteur 1 et elle est fixée à cette aiguille 1 par soudage au laser. L'intérieur de l'aiguille 1 comporte un perçage borgne 19 d'o partent les orifices d'injection 14, 15. Le perçage borgne est relié par des perçages transversaux 20 à une chambre de pression 8 qui entoure l'aiguille 1 de manière annulaire. L'entrée de carburant 7 débouche dans la chambre de pression 8. Au-dessus des perçages transversaux 20, l'ai- guille d'injecteur 1 comporte un gradin 30. Le gradin 30 forme une butée pour une douille 3 guidée axialement entre la périphérie extérieure de l'aiguille 1 et la périphérie inté- rieure du corps d'injecteur 6. La surface périphérique exté- rieure de la douille 3 comporte un échelon 12 qui s'appuie contre une arête du corps d'injecteur 6. La surface frontale 13 de la douille 3 dépasse du corps de buse 6. En l'absence de contraintes de poussée, les ori- fices d'éjection 14, 15 de l'aiguille 1 sont fermés. L'ai- guille 1 est guidée dans le corps d'injecteur 6 au niveau des diamètres 9 et 10. La douille 3 est guidée extérieurement au niveau d'un diamètre 11. Lors d'une sollicitation en poussée de l'in- jecteur par l'arrivée 7 dans la chambre de pression 8, l'aiguille d'injecteur 1 est sollicitée par la pression au niveau des diamètres extérieurs 9, 10, 11. La douille 3 vient en butée 12. Le diamètre 9 de l'aiguille 1 est plus grand que le diamètre 10 de cette même aiguille 1. Si la somme des for- ces agissant sur l'aiguille 1 est supérieure à la force du ressort 5, l'aiguille 1 se déplace jusqu'à la face frontale 13 de la douille 3 qui forme une butée de course. Ainsi, la première galerie d'orifices percés 14 s'ouvre et l'injection commence. L'ouverture de la seconde galerie d'orifices 15 se fait seulement lorsque la somme des forces agissant sur le diamètre 9 de l'aiguille d'injecteur 1 et le diamètre 11 de la douille 3 est supérieure à la force du ressort 5. Le dia- mètre 9 de l'aiguille d'injecteur 1 est supérieur au diamètre 11 de la douille 3. L'ouverture de la seconde galerie d'orifices percés 15 ne peut se faire qu'à une pression si- gnificativement plus élevée que pour l'ouverture de la pre- mière galerie d'orifices 14. La pression d'ouverture du se- cond étage dépend de la différence des diamètres 11 et 10. Lorsque la seconde galerie d'orifices 15 s'ouvre, l'aiguille 1 est déplacée jusque contre la butée 16 formée sur le corps d'injecteur 6. En cas d'une telle décharge de pression de l'aiguille 1 au niveau de l'extrémité d'injecteur, l'aiguille 1 se déplace comme un ensemble avec la douille 3. L'unité formée par l'aiguille 1 et la douille 3 se déplace jusqu'à la butée 12 réalisée sur le corps d'injecteur 6. La galerie d'orifices d'injection est ainsi fermée en haut. Puis l'aiguille 1 se déplace jusqu'au siège 2, ce qui entraîne la fermeture de la galerie d'orifices d'injection 14. La butée de la douille 3 est amortie de manière hydraulique. La cavité 19 de l'aiguille 1 est fermée de ma- nière étanche par un goujon fretté 18. La cavité 19 est re- liée à la chambre de pression 8 par les perçages traversants et crée une liaison avec les orifices d'injection 14, 15. La pression d'ouverture de l'injecteur à registre se règle par la précontrainte du ressort 5. La variation de la tension électrique se fait par une modification de la po- sition axiale de la coupelle à ressort 22. La position de la coupelle à ressort 22 est fixée par l'écrou 23. Le corps d'injecteur 6 peut, le cas échéant, être refroidi, notamment au niveau du moyen de guidage 9 et du siège 2. L'enveloppe de refroidissement 24 peut être fixée au corps d'injecteur 6, par exemple par une liaison brasée. L'injecteur à registre selon l'invention est fixé globalement avec le ressort 5 sur le support d'injecteur 27 en utilisant l'écrou chapeau 28. Les fuites de l'injecteur sont évacuées, le cas échéant, de la chambre à ressort 29 à travers le perçage 31. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Injecteur à registre à deux sections de passage (14, 15) pour injecter du carburant, notamment des huiles lourdes, à deux étages à partir d'une chambre de pression (8) dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, com- prenant un support d'injecteur (27) et un corps d'injecteur (6) dans lequel une aiguille d'injecteur (1), précontrainte par un ressort (5), peut coulisser axialement avec une ins- tallation de butée de course d'aiguille (4), caractérisé en ce que - une douille (3) coulisse axialement sur l'aiguille (1) dans le corps d'injecteur (6) et, en cas de sollicitation en pression, elle est déplacée contre une butée de manchon (12) formée sur le corps d'injecteur (6), l'installation de butée de course d'aiguille (4) dans un premier étage d'injection vient en appui contre la douille (3), et - le corps d'injecteur (6) comporte une butée (16) contre laquelle vient en appui l'installation de butée d'aiguille (4) dans un second étage d'injection. 2 ) Injecteur à registre selon la revendication 1, caractérisé par une cavité (19) réalisée dans l'aiguille d'injecteur (1), cette cavité coopérant avec la chambre de pression (8) par l'intermédiaire de plusieurs perçages transversaux (20). 3 ) Injecteur à registre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation de butée de course est formée par une douille à collerette (4) munie d'un filetage extérieur (21) servant à recevoir un écrou (23) qui tient une coupelle à ressort (22) contre la douille à collerette (4). 4 ) Injecteur à registre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps d'injecteur (6) est entouré au moins partiellement par une enveloppe de refroidissement (24).