Brevet FR2846054A1 — publié le 20040423

SOUPAPE D'INJECTION DE CARBURANT DESCRIPTION Domaine technique. La présente invention concerne une soupape d'injection de carburant destinée à injecter du carburant dans un moteur à combustion interne, et particulièrement, une plaque de trous d'injection de celle-ci. Etat de la technique antérieure. On connaît une soupape d'injection de carburant destinée à injecter du carburant de chaque trou d'injection, dans laquelle une plaque mince de trous 10 d'injection formée d'une pluralité de trous d'injection est disposée sur le côté recevant le carburant d'une partie de la soupape formée d'un élément de soupape et d'un siège de soupape. Dans une soupape d'injection de carburant de ce type, le trou d'injection présente généralement le même diamètre d'une entrée de trou d'injection à une sortie de trou d'injection. Lorsque le carburant s'écoule dans un trou d'injection de ce type ayant le même diamètre, le carburant ne se répand pas le long d'une surface circonférentielle intérieure 20 du trou d'injection et est injecté sous forme de colonne liquide. Le carburant formé sous forme de colonne liquide de ce type résiste à l'atomisation et la combustion dans une combustion interne est détériorée. Bien au contraire, une soupape d'injection de carburant, par exemple, est décrite dans le document SR 23106 JP/AP JP-A-2001-317 431. La figure 7 est une vue en coupe d'une plaque 21 de trous d'injection de celle-ci. On connaît le fait suivant. Comme cela est montré sur la figure 7, une ligne d'axe de trou d'injection (ligne en 5 double pointillé en série) est inclinée par rapport à une ligne centrale de la plaque de trous d'injection (ligne en pointillé). En outre, une sortie 22 de trou d'injection est agrandie extérieurement par rapport à la ligne centrale de la plaque de trous d'injection de 10 sorte que la sortie 22 du trou d'injection présente un diamètre plus grand qu'une entrée 23 de trou d'injection. C'est-à-dire qu'un trou d'injection présentant une forme conique est incliné par rapport à la ligne centrale de la plaque de trous d'injection. 15 Moyennant quoi, le carburant injecté d'un trou d'injection 24 ne peut devenir une colonne liquide de sorte que le carburant s'écoule pour devenir un film liquide et a tendance à être atomisé. Cependant, lorsque le trou d'injection en forme de 20 cône, comme cela est décrit ci-dessus, est formé dans la plaque de trous d'injection, un procédé très compliqué est nécessaire pour sa fabrication et le contrôle de sa taille, de sorte que des problèmes engendrés par la détérioration de la productivité de la 25 soupape d'injection de carburant et un accroissement du cot surviennent. On sait également généralement que l'atomisation du carburant s'améliore à mesure que l'épaisseur de la plaque de trous d'injection devient plus mince. Cependant, lorsque l'épaisseur de la plaque 30 de trous d'injection est amincie, un angle du jet du carburant injecté depuis le trou d'injection s'agrandit. SR 23106 JP/AP :3 En conséquence, il est difficile pour la plaque de trous d'injection de présenter une certaine ampleur d'épaisseur de plaque, par exemple, 0,1 mm ou moins pour des raisons d'aspects de directivité de jet de 5 carburant et de résistance de la plaque. Ainsi, il est inévitable de sacrifier l'atomisation du carburant dans une certaine mesure. Exposé de l'invention. L'invention résout les problèmes, comme cela est 10 décrit ci-dessus. Un objet de la présente invention est de fournir une soupape d'injection de carburant, qui puisse être fabriquée par un procédé simple et puisse atomiser le jet de carburant sans sacrifier la résistance d'une plaque de trous d'injection et la 15 directivité de l'injection de carburant. Selon un premier aspect de l'invention, il est fourni une soupape d'injection de carburant comprenant une partie de siège de soupape, une plaque de trous d'injection, et une élément de soupape. La partie de 20 siège de soupape présente une surface circonférentielle intérieure comprenant un siège de soupape. La plaque de trous d'injection est disposée à un côté en aval d'un canal de carburant du siège de la soupape. La plaque de trous d'injection présente un trou d'injection pour 25 injecter le carburant s'écoulant du canal de carburant. L'élément de soupape est placé sur le siège de soupape pour fermer le canal de carburant et est déplacé du siège de soupape pour ouvrir le canal de carburant. Le diamètre de la surface circonférentielle intérieure 30 décroît à mesure que l'on s'approche du côté en aval. Le trou d'injection de la plaque de trous d'injection SR 23106 JP/AP est formé de sorte que la longueur de l'axe radial externe du trou d'injection par rapport à un centre d'axe de la soupape d'injection de carburant est plus petite que celle de l'axe radial interne du trou 5 d'injection. En conséquence, le jet de carburant peut être atomisé sans sacrifier la directivité de l'injection de carburant. Selon un deuxième aspect de l'invention, l'épaisseur de la plaque de trous d'injection est 10 épaisse au voisinage du centre d'axe de la soupape d'injection de carburant et est mince sur un côté circonférentiel extérieur. Le trou d'injection est formé pour traverser une partie étagée sur laquelle l'épaisseur de la plaque de trous d'injection change. 15 En conséquence, une soupape d'injection de carburant, qui peut atomiser le jet de carburant sans sacrifier la directivité de l'injection de carburant, peut être obtenue par un procédé simple. La productivité peut être améliorée et le cot de production réduit. Selon un troisième aspect de l'invention, une rainure circulaire ayant le centre d'axe de la soupape d'injection de carburant comme centre est formée dans la plaque de trous d'injection. La pluralité des trous d'injection est formée pour traverser une paroi 25 intérieure radiale de la rainure circulaire. En conséquence, une soupape d'injection de carburant, qui peut atomiser le jet de carburant sans sacrifier la résistance de la plaque de trous d'injection et la directivité de l'injection de carburant, peut être 30 obtenue par un procédé simple. La productivité peut être améliorée et le cot de production réduit. SR 23106 JP/AP Selon un quatrième aspect de l'invention, le trou d'injection est une pluralité de trous d'injection. Une partie évidée est formée pour correspondre à chacune des sorties des trous d'injection. En conséquence, une 5 soupape d'injection de carburant, qui peut atomiser le jet de carburant sans sacrifier la résistance de la plaque de trous d'injection et la directivité de l'injection de carburant, peut être obtenue par un procédé simple. La forme du jet de carburant peut être 10 réglée de façon optimale. La productivité peut être améliorée et le cot de production peut être réduit. Selon un cinquième aspect de l'invention, le trou d'injection présente le même diamètre d'une entrée de celui-ci à une sortie de celui-ci. En conséquence, un 15 procédé de formation du trou d'injection est davantage simplifié. La productivité peut être davantage améliorée. Le cot de production peut être davantage réduit. Selon un sixième aspect de l'invention, le trou 20 d'injection est une pluralité de trous d'injection. Les trous d'injection sont disposés sur un arc circulaire ayant le centre d'axe de la soupape d'injection de carburant comme centre. En conséquence, le degré d'atomisation du carburant injecté depuis chacun des 25 trous d'injection disposés dans la plaque de trous d'injection devient uniforme. Le jet de carburant atomisé uniformément dans l'ensemble peut être obtenu. Selon un septième aspect de l'invention, la pluralité de trous d'injection est disposée à des 30 intervalles réguliers dans une direction SR 23106 JP/AP circonférentielle. En conséquence, l'uniformité du jet de carburant peut être davantage améliorée. Selon un huitième aspect de l'invention, toute la pluralité de trous d'injection est disposée à des 5 intervalles réguliers dans une direction circonférentielle. En conséquence, l'uniformité du jet de carburant peut être encore davantage améliorée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture 10 de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés. Brève description des dessins. La figure 1 est la vue de configuration générale d'une soupape d'injection de carburant selon un premier 15 mode de réalisation; la figure 2 est une vue agrandie d'une partie principale d'une soupape d'injection de carburant selon le premier mode de réalisation la figure 3 est une vue dans laquelle la partie 20 principale de la soupape d'injection de carburant selon le premier mode de réalisation est davantage agrandie; la figure 4 est une vue montrant une plaque de trous d'injection de la soupape d'injection de 25 carburant selon un deuxième mode de réalisation; la figure 5 est une vue montrant une plaque de trous d'injection de la soupape d'injection de carburant selon le deuxième mode de réalisation; la figure 6 est une vue montrant une plaque de 30 trous d'injection de la soupape d'injection de carburant selon un troisième mode de réalisation; et SR 23106 JP/AP la figure 7 est une vue montrant une plaque de trous d'injection d'une soupape d'injection de carburant conventionnelle. Exposé détaillé d'un mode de réalisation préféré. Un mode de réalisation de l'invention va être décrit ci-dessous. La figure 1 montre un mode de réalisation de l'invention et est une vue latérale en coupe montrant la configuration générale d'une soupape d'injection de carburant 1. Une bobine électromagnétique 3, un noyau fixe 4, et des plaques en métal 5 formant une trajectoire magnétique sont disposés dans un logement en résine 2 de sorte que la soupape d'injection de carburant 1 est intégralement moulée. La bobine électromagnétique 3 comprend une 15 bobine en résine 3a, et un terminal 6 prévus pour une liaison sur une face extérieure. La bobine électromagnétique 3 est intégralement moulée avec le logement en résine 2. Un organe de réglage 8 destiné au réglage d'une 20 charge d'un ressort de compression 7 est fixé dans un noyau fixe 4. Une extrémité des deux plaques en métal 5 formant la trajectoire magnétique est fixée au noyau fixe 4 par soudage. L'autre extrémité de celles-ci est soudée sur un tuyau électromagnétique 9 formant une 25 trajectoire magnétique. Un tuyau non-magnétique 11 est fixé au noyau fixe 4 et le tuyau magnétique 9 et est disposé entre le noyau fixe 4 et le tuyau magnétique 9 de sorte qu'un noyau mobile 10 est disposé coulissant verticalement dans le noyau magnétique. Un tuyau à pointeau 12 est soudé et fixé à une extrémité du noyau mobile 10. Une extrémité du tuyau à SR 23106 JP/AP pointeau 12 sur un côté du noyau mobile 10 vient en butée contre le ressort de compression 7. Une bille 13 agissant comme une soupape est soudée et fixée à l'autre extrémité de celui-ci. La bille 13 est disposée 5 de sorte que la bille 13 est guidée vers un siège de soupape 14 disposé dans le tuyau magnétique 9 et peut être placée sur une partie de siège 14a du siège de soupape 14 et déplacée de celle-ci. Une partie plane est formée sur une surface de la bille 13, qui est 10 opposée à une plaque de trous d'injection 17. Une partie circonférentielle extérieure de la bille 13 également est transformée en pentagone et forme une trajectoire de carburant en même temps qu'une partie de guidage 14b du siège de soupape 14. En outre, afin 15 d'injecter le carburant passant à travers la trajectoire de carburant en direction, par exemple, d'une tubulure d'admission (non illustrée) d'un moteur à combustion interne, une plaque de trous d'injection 17 comprenant une pluralité de trous 20 d'injection 18 est disposée pour configurer la soupape d'injection de carburant 1. Un filtre 16 également destiné au filtrage du carburant s'écoulant d'un tuyau d'alimentation (non illustré) est disposé dans une partie supérieure de la soupape d'injection de 25 carburant 1. Ensuite, un fonctionnement de la soupape d'injection sera décrit. Lorsque la bobine 3 est excitée à travers le terminal 6 de l'extérieur, un flux magnétique est généré dans la trajectoire magnétique 30 formée du noyau fixe 4, des plaques de métal 5, du tuyau magnétique 9 et du noyau mobile 10. Le noyau SR 23106 JP/AP mobile 10 est attiré vers le noyau fixe 4 par l'attraction électromagnétique. Le tuyau à pointeau 12 relié intégralement au noyau mobile 10 et la bille 13 soudée et fixée au tuyau à pointeau 12 fonctionnent de 5 sorte qu'une trajectoire de carburant est ouverte entre le siège de soupape 14a du siège de soupape 14 et la bille 13. Ainsi, le carburant est injecté depuis les trous d'injection 18 formés dans la plaque de trous d'injection 17. Ici, la figure 2 est une vue agrandie d'une partie entourée par un cercle A de la figure 1. La figure 3 est une vue dans laquelle une partie entourée par un cercle B de la figure 2 est davantage agrandie. Sur la figure 3, le trou d'injection 18 est configuré de sorte 15 qu'une longueur Li de trou d'injection de l'axe radial interne par rapport à un centre d'axe de la soupape d'injection de carburant et une longueur L2 de trou d'injection de l'axe radial externe satisfont à Ll > L2. Le carburant passant à travers la trajectoire de 20 carburant entre le siège de soupape 14a et la bille 13 s'écoule le long de l'axe radial intérieur du trou d'injection 18, comme cela est montré sur une ligne en trait continu. Puisque la longueur Li du trou d'injection de l'axe radial interne du trou 25 d'injection 18 est suffisamment garantie, un angle du jet ne s'étend pas beaucoup. D'autre part, puisque la longueur L2 du trou d'injection de l'axe radial externe du trou d'injection 18 est courte, l'air est entraîné, comme cela est montré sur une ligne en trait discontinu, 30 dans un cas d'injection de carburant pour promouvoir le mélange avec l'air avant d'injecter le carburant depuis SR 23106 JP/AP le trou d'injection 18. Ainsi, l'atomisation du jet de carburant peut être réalisée. C'est-à-dire qu'une relation entre la longueur Li du trou d'injection de l'axe radial interne et la longueur L2 du trou 5 d'injection de l'axe radial externe du trou d'injection 18 satisfait à Ll > L2. Moyennant quoi, l'atomisation est permise sans sacrifier la directivité du jet de carburant. Ensuite, un procédé destiné à configurer la 10 relation de Ll > L2 décrite ci-dessus sera décrit. La figure 4 est une vue extrayant uniquement la plaque de trous d'injection 17. Ici, les trous d'injection 18 sont formés sur un arc circulaire avec un diamètre de pP autour du centre d'axe de la soupape d'injection de 15 carburant, comme cela est montré sur la figure 2. Ce trou d'injection 18 est appelé le trou d'injection droit avec les mêmes diamètres de trous d'injection d'une entrée de trou d'injection à une sortie de trou d'injection. En outre, comme cela est montré sur la 20 figure 4, dans la plaque de trous d'injection 17, une épaisseur de plaque du côté circonférentiel intérieur par rapport au centre d'axe de la soupape d'injection de carburant est formée plus grande qu'une épaisseur de plaque du côté circonférentiel extérieur. Le trou 25 d'injection 18 est formé de manière à traverser une partie étagée 19a dans laquelle l'épaisseur de la plaque change. Moyennant quoi, une partie de l'axe radial externe du trou d'injection 18 est cranté. Puisque la partie du trou d'injection 18 est ainsi 30 crantée, la relation Ll > L2 décrite ci-dessus peut être configurée. SR 23106 JP/AP il Le trou d'injection tel que décrit ci-dessus peut être fabriqué de la manière suivante. La partie circonférentielle présentant une épaisseur de plaque mince est formée dans une matière première de la plaque 5 par presse. Ensuite, les trous d'injection droits sont formés dans la plaque par presse. En conséquence, il est facile de fabriquer la plaque de trous d'injection et une bonne productivité et un faible cot peuvent être réalisés. Comme cela est décrit ci-dessus, une épaisseur de plaque du côté circonférentiel intérieur de la plaque de trous d'injection est formée plus épaisse qu'une épaisseur de plaque de la partie circonférentielle extérieure de celle-ci sur laquelle l'épaisseur de la 15 plaque change. Moyennant quoi, une soupape d'injection de carburant de type électromagnétique, qui peut être fabriquée par un procédé simple et peut atomiser le jet de carburant sans sacrifier la directivité de l'injection de carburant, peut être fournie. Dans le premier mode de réalisation, une épaisseur de plaque du côté circonférentiel intérieur de la plaque de trous d'injection 17 est formée plus épaisse qu'une épaisseur de plaque de la partie circonférentielle extérieure de celle-ci et le trou 25 d'injection est formé pour traverser la partie étagée l9a sur laquelle l'épaisseur de plaque change. Cependant, lorsqu'une pression de carburant est élevée et qu'il est nécessaire de garantir une résistance de la plaque de trous d'injection 17, la plaque de trous 30 d'injection 17 peut être formée comme cela est montré sur la figure 5. SR 23106 JP/AP Comme cela est montré sur la figure 5, une rainure annulaire l9b autour du centre d'axe de la soupape d'injection de carburant est formée dans la plaque de trous d'injection 17. En outre, les trous 5 d'injection 18 sont formés pour traverser une surface de l'axe radial interne de la rainure 19b. Puisque les trous d'injection 18 sont ainsi formés, une partie de l'axe radial extérieur du trou d'injection 18 est crantée et la relation de LI > L2 décrite ci-dessus 10 peut être satisfaite. Une plaque de trous d'injection de ce type peut être fabriquée par un procédé simple comme un procédé destiné à former de la rainure et un procédé destiné à former le trou d'injection d'une manière similaire à la 15 plaque de trous d'injection selon le premier mode de réalisation. Une soupape d'injection de carburant de type électromagnétique pouvant atomiser le jet de carburant sans sacrifier la directivité de l'injection de carburant peut être obtenue. En outre, une épaisseur 20 de plaque d'une partie uniquement de la rainure l9b est mince et une résistante suffisante peut être garantie. Par la même occasion, dans le deuxième mode de réalisation, un cas est décrit dans lequel la rainure 19b est formée en forme d'anneau. Cependant, il 25 va sans dire que la forme de la rainure n'est pas limitée à la forme annulaire et peut être modifiée selon la disposition du trou d'injection. La rainure n'est pas non plus nécessairement formée en forme d'anneau. Même si les rainures ont une forme telle 30 qu'une partie d'un arc circulaire ou une forme droite selon la disposition du trou d'injection et, en outre, SR 23106 JP/AP même si une rainure n'est pas prévue par rapport à l'ensemble de la pluralité des trous d'injection mais que les trous d'injection sont divisés en quelques groupes (par exemples, dans les trous d'injection de la 5 figure 5, les trous d'injection de la moitié droite de la figure 5 sont classés en tant que premier groupe et les trous d'injection de la moitié gauche sont classés en tant que second groupe) et une rainure est prévue dans chacun des groupes, la relation de L1>L2 peut être 10 satisfaite de manière similaire. En conséquence, un effet similaire peut être réalisé. Dans les premier et deuxième modes de réalisation, une partie étagée ou une rainure est prévue par rapport à une pluralité de trous d'injection. Cependant, comme 15 cela est montré sur la figure 6, une partie évidée 19c peut être formée par rapport à un trou d'injection 18 et chacun des trous d'injection 18 peut être formé pour traverser une surface de l'axe radial intérieur de chaque portion évidée 19c. Puisque les trous 20 d'injection 18 sont ainsi formés, une partie de l'axe radial extérieur du trou d'injection 18 est crantée et la relation de Ll>L2 décrite ci-dessus peut être satisfaite. Une plaque de trous d'injection de ce type peut 25 être fabriquée par un procédé simple comme un procédé destiné à former la partie évidée par une presse et un procédé destiné à former le trou d'injection par une presse d'une manière similaire à la plaque de trous d'injection selon le premier mode de réalisation. Une 30 soupape d'injection de carburant de type électromagnétique pouvant atomiser le jet de carburant SR 23106 JP/AP sans sacrifier la résistance de la plaque de trous d'injection et la directivité de l'injection de carburant peut être obtenue. En outre, une épaisseur de plaque d'une partie uniquement de la rainure 19b est 5 mince et une résistante suffisante peut être garantie. En outre, la partie évidée peut être formée dans la direction optimale par rapport à la directivité de chaque trou d'injection, de sorte que la forme du jet optimum peut être garantie. Par la même occasion, dans l'un quelconque des modes de réalisation décrits ci-dessus, les trous d'injection sont formés sur un arc circulaire avec un diamètre de pP autour du centre d'axe de la soupape d'injection de carburant. En conséquence, le degré 15 d'atomisation du carburant injecté depuis chacun des trous d'injection disposés dans la plaque de trous d'injection devient uniforme et le jet de carburant atomisé uniformément dans l'ensemble peut être obtenu. De même, par exemple, lorsque dix trous 20 d'injection sont formés dans la plaque de trous d'injection, comme cela est montré sur la figure 4, les trous d'injection formés sur un cercle présentant un diamètre de pP autour de l'axe de la soupape d'injection de carburant sont divisés en cinq sur une 25 moitié gauche du dessin et en cinq sur une moitié droite de celui-ci. Les trous d'injection sont disposés à intervalles réguliers dans une direction circonférentielle dans chacun des groupes. Moyennant quoi, l'uniformité du jet de carburant peut être 30 davantage améliorée. SR 23106 JP/AP REVENDICATIONS 1. Soupape d'injection de carburant (1) caractérisée en ce qu'elle comprend une partie de siège de soupape (14a) présentant une surface circonférentielle intérieure comprenant un siège de soupape (14); une plaque de trous d'injection (17) disposée à un côté en aval d'un canal de carburant du siège de soupape (14), la plaque de trous d'injection présentant un trou d'injection (18) pour injecter le carburant 10 s'écoulant du canal de carburant; et un élément de soupape, qui est placé sur le siège de soupape (14) pour fermer le canal de carburant et déplacé du siège de soupape (14) pour ouvrir le canal de carburant, dans laquelle le diamètre de la surface circonférentielle intérieure décroît à mesure que l'on s'approche d'un côté en aval; et dans laquelle le trou d'injection (18) de la plaque de trous d'injection est formé de sorte que la 20 longueur de l'axe radial externe L2 du trou d'injection (18) par rapport à un centre d'axe de la soupape d'injection de carburant est plus petite que celle de l'axe radial interne LI du trou d'injection (18). 2. Soupape d'injection de carburant (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'épaisseur de la plaque de trous d'injection est épaisse au voisinage du centre d'axe de la soupape d'injection de carburant (1) et est mince sur un côté circonférentiel extérieur; et SR 23106 JP/AP dans laquelle le trou d'injection (18) est formé pour traverser une partie étagée (19a) sur laquelle l'épaisseur de la plaque de trous d'injection change. 3. Soupape d'injection de carburant (1) selon la revendication 1, dans laquelle la rainure circulaire présentant un centre d'axe de la soupape d'injection de carburant (1) comme centre est formée dans la plaque de trous d'injection; dans laquelle la pluralité de trous d'injection (18) est formée pour traverser une paroi intérieure radiale de la rainure circulaire. 4. Soupape d'injection de carburant (1) selon la 15 revendication 1, dans laquelle le trou d'injection (18) est une pluralité de trous d'injection (18); et dans laquelle une partie évidée (19c) est formée pour correspondre à chacune des sorties des trous d'injection. 5. Soupape d'injection de carburant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le trou d'injection (18) présente le même diamètre d'une entrée de celui-ci à une sortie de 25 celui-ci. 6. Soupape d'injection de carburant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le trou d'injection (18) est une 30 pluralité de trous d'injection (18); et SR 23106 JP/AP dans laquelle les trous d'injection sont disposés sur un arc circulaire ayant le centre d'axe de la soupape d'injection de carburant (1) comme centre. 7. Soupape d'injection de carburant (1) selon la revendication 6, dans laquelle la pluralité de trous d'injection (18) est disposée à intervalles réguliers dans une direction circonférentielle. 8. Soupape d'injection de carburant (1) selon la revendication 7, dans laquelle toute la pluralité de trous d'injection (18) est disposée à intervalles réguliers dans la direction circonférentielle. SR 23106 JP/AP