Brevet FR2872864A1 — publié le 20060113

Domaine de l'invention La présente invention concerne un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne comportant un corps d'injecteur logeant en coulissement longitudinal une aiguille d'injecteur coopérant avec un siège de soupape réalisé dans le corps de l'injecteur et commandant ainsi le débit de carburant d'une chambre de pression vers au moins un perçage d'éjection, réalisé dans le corps de l'injecteur. Etat de la technique Un tel injecteur de carburant est par exemple connu selon le document JP 08 - 312500. Cet injecteur de carburant comporte un corps recevant une aiguille d'injecteur coulissant longitudinalement. L'aiguille coopère avec un siège de soupape réalisé dans le corps de l'injecteur et commande ainsi le débit de carburant venant d'une chambre de pression à au moins un perçage d'éjection. Le perçage d'éjection est réalisé dans le corps de l'injecteur et débouche dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne lorsque l'injecteur est installé. Pour une combustion optimale du carburant dans le moteur à combustion interne, il est avantageux que le carburant soit pulvérisé aussi finement que possible dans la chambre de combustion. Cela se fait en donnant une forme appropriée aux perçages d'éjection et en pré-voyant également d'autres moyens tels que l'augmentation de la pression d'injection. Ainsi il est par exemple connu selon le document JP 08 - 312500, indiqué cidessus de donner une forme étagée aux perçages d'éjection. Cela se traduit par une turbulence dans le perçage d'éjection et ainsi à une pulvérisation fine permettant une combustion plus efficace du carburant dans la chambre de combustion; mais cela se fait au détriment de la profondeur de pénétration du jet dans la chambre de combustion, ce qui constitue une difficulté dans le cas de chambres de combustion de grandes dimensions ou d'une installation fortement décentrée de l'injecteur dans la chambre de combustion, pour une répartition régulière du carburant. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne un injecteur de carburant du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'un canal réalisé dans le corps 35 de l'injecteur débouche dans le perçage d'éjection. L'injecteur de carburant selon l'invention offre l'avantage de permettre une meilleure pulvérisation du carburant par l'injection. Cela améliore la combustion et réduit l'émission de matières polluantes pour une même puissance disponible. Le canal ainsi réalisé dans le corps de l'injecteur et qui débouche dans le perçage d'éjection associé, peut partir soit du côté extérieur du corps de l'injecteur, soit du perçage borgne de l'injecteur si ce dernier comporte un perçage borgne correspondant. Le canal produit une aspiration supplémentaire de carburant et d'air assurant le mélange de carburant et d'air dans le jet éjecté ce qui permet une meilleure pulvérisation. Si le canal est issu du perçage borgne de l'injecteur, on a l'effet supplémentaire d'aspirer du carburant du perçage borgne par l'énergie cinétique d'injection du jet principal de carburant si bien qu'il y aura moins de carburant qui arrivera dans la chambre de combustion dans l'intervalle des cycles d'injection. Cela se traduit directement par une réduction de l'émission des matières polluantes par le moteur à combustion interne. Suivant une caractéristique avantageuse, un canal est as-15 socié à chaque perçage d'éjection de sorte que les mêmes conditions existeront dans chaque perçage d'éjection. Suivant une autre caractéristique avantageuse le canal est issu d'un perçage borgne réalisé dans le corps d'injecteur et qui rejoint la veine de carburant des perçages d'éjection en aval du siège de soupape, et/ou le canal part du côté extérieur du corps d'injecteur pour que son extrémité d'entrée débouche dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne lorsque l'injecteur est installé. Selon un autre développement avantageux, le perçage d'éjection est étagé et le segment du côté de l'entrée du perçage d'éjection aura un diamètre plus faible que le segment du côté de la sortie. De manière préférentielle, le canal débouche dans le segment du perçage d'éjection du côté de la sortie. Cela permet une pulvérisation plus efficace du carburant et ainsi l'optimisation décrite ci-dessus de la combustion. De plus grâce à l'intersection entre le canal et perçage d'éjection, du fait du plus grand diamètre du perçage d'éjection, la réalisation sera plus simple dans cette zone. De préférence le siège de soupape a une forme conique et au moins un perçage d'éjection part du siège de soupape conique. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide de différents exemples de réalisation d'un injecteur de carburant représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un injecteur de carburant selon l'invention, - les figures 2, 3, 4 et 5 montrent chacune un exemple de réalisation d'un injecteur de carburant selon l'invention en se limitant à présenter la zone du siège de soupape représentée à échelle agrandie. Description des modes de réalisation La figure 1 montre une coupe longitudinale d'un injecteur de carburant selon l'invention. L'injecteur comprend un corps 1 fixé à l'aide d'un écrou de serrage 3 contre un support d'injecteur non représenté dans le dessin. Un perçage 5 est réalisé dans le corps 1 de l'injecteur. Ce perçage est délimité à l'extrémité située du côté de la chambre de combustion par un siège de soupape 9 essentiellement conique. Au niveau du siège de soupape 9, au moins un perçage d'éjection 15 débouche dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne lorsque l'injecteur est installé. Une aiguille d'injecteur 10 en forme de piston coulisse longitudinalement dans le perçage 5. L'extrémité de l'aiguille tournée vers le siège de soupape 9 présente une surface d'étanchéité de soupape 11 essentiellement conique coopérant avec le siège de soupape 9. Une chambre de pression 8 est formée entre l'aiguille d'injecteur 10 et la paroi du perçage 5. Cette chambre s'élargit pour for- mer une chambre à ressort 7 du côté opposé à celui du siège de soupape 9. L'aiguille d'injecteur 10 est guidée dans le perçage 5 par son segment moyen 110 qui comporte plusieurs zones meulées 22 permettant le pas-sage du carburant le long de l'aiguille 10 jusque vers les perçages d'éjection 15. Le carburant à pression élevée dans la chambre à ressort 7 passe jusqu'au niveau des perçages d'éjection 15 le long des parties meulées ou méplats 22. La chambre à ressort 7 loge un ressort d'obturation 14 installé avec précontrainte en pression entre un manchon 12 et un épau- lement 16; le ressort entoure l'aiguille d'injecteur 10. Le manchon 12 s'appuie de son côté contre le support d'injecteur non représenté dans le dessin pour que le ressort d'obturation 14 exerce sur l'aiguille 10 une force dirigée vers le siège de soupape 9. Le manchon 12, la face frontale de l'aiguille d'injecteur 10 à l'opposé du siège de soupape et le support déli- mitent une chambre de commande 20 qui reçoit une pression de carbu- rant alternée produite par un dispositif approprié ; ainsi le carburant est alternativement évacué de la chambre à ressort ou est déchargé dans une chambre de fuite de carburant. Suivant la pression régnant dans la chambre de pression 20, cela se traduit par une force s'exerçant sur l'aiguille d'injecteur 10 pour la pousser dans la direction du siège de sou-pape 9. Pour commander l'aiguille d'injecteur 10, on modifie de ma- nière correspondante la pression dans la chambre de commande 20: pour une pression élevée régnant dans la chambre de commande 20, l'aiguille d'injecteur 10 est poussée contre le siège de soupape 9 formant une liaison étanche entre le siège de soupape 9 et la surface d'étanchéité 11 de l'aiguille. Le carburant de la chambre de pression 8 qui est alors à une io pression élevée ne peut pas arriver jusqu'aux perçages d'éjection 15. Pour effectuer une injection, on diminue la pression dans la chambre de commande 20 si bien que la force résultante exercée sur l'aiguille d'injecteur 10 n'est plus suffisante pour pousser l'aiguille 10 contre la force développée par le ressort d'obturation 14 si bien que l'aiguille se soulève de son siège de soupape 9. La fente entre la surface d'étanchéité de soupape 11 et le siège de soupape 9 est commandée dans le sens de l'ouverture et le carburant passe alors de la chambre de pression 8 par les orifices d'éjection 10 pour être injecté dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne. La figure 2 montre un agrandissement de l'injecteur de carburant représenté à la figure 1 pour la zone du siège de soupape 9. Un trou borgne 18 prolonge le siège de soupape 9, conique et un canal 25 est issu de ce trou borgne. Le canal 25 débouche dans le perçage d'éjection 15 créant ainsi une communication entre le perçage d'éjection 15 et le percage borgne 18. Plusieurs perçages d'éjection 15 peuvent être prévus et cela avec autant de canaux 25 débouchant chaque fois dans un perçage d'éjection. Lors de l'injection du carburant, la partie principale du carburant passe par les orifices d'éjection 15 ce qui peut être favorisé par exemple en donnant aux perçages d'éjection 15 un plus grand diamètre que celui donné au canal 25. En même temps du carburant passe par le canal 25 en provenance du perçage borgne 18 pour arriver dans le canal 25, ce qui produit une meilleure pulvérisation du carburant. Un effet est que le carburant du perçage borgne 18 ne peut passer dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne de manière incontrôlée dans l'intervalle des cycles d'injection par le perçage d'éjection 15 et le canal 25, car après que l'aiguille d'injecteur 10 soit revenue contre le siège de sou-pape 9, le perçage borgne continue à se vider et est sans pression. Ainsi le carburant ne peut arriver dans la chambre de combustion dans l'intervalle des injections ce qui diminue les émissions polluantes. La figure 3 montre un autre exemple de réalisation d'un injecteur de carburant selon l'invention; cette figure est présentée comme la figure 2. Les perçages d'éjection 15 sont présentés ici avec une forme étagée avec un segment d'entrée 115 de petit diamètre et un segment de sortie 215 de plus grand diamètre. Le canal 25 part également dans ce cas du perçage borgne 18 et débouche dans le segment de sortie 215 du perçage d'éjection 15. Cela permet une pulvérisation particulièrement bonne et efficace du carburant. La figure 4 montre un autre exemple de réalisation de l'injecteur de carburant selon l'invention. Cette présentation est analogue à celle de la figure 2. Les perçages d'éjection 15 sont là encore de forme étagée partant du perçage borgne 18. Le perçage borgne 18 est relié au siège de soupape conique 9 et forme ainsi une buse de perçage borgne. Le carburant arrive ainsi tout d'abord dans le perçage borgne 18 et passe de là dans les différents perçages d'éjection 15. Le canal 25 réalisé dans le corps d'injecteur 1 débouche dans le segment de sortie 215 du perçage d'éjection 15. Le canal 25 part du côté extérieur du corps d'injecteur 1 et relie ainsi la chambre de combustion au segment côté extérieur 215 du perçage d'éjection 15. Ainsi le carburant passe par le perçage d'éjection 15 et fonctionne comme une pompe à vide. Le canal 25 permet d'aspirer de l'air de la chambre de combustion et cet air se mélange au carburant dans le perçage d'éjection 15. Cela permet de réaliser un bon mélange entre le carburant et l'air et ainsi une mise en turbulence, ce qui conduit à une fine pulvérisation du carburant et ainsi à une bonne préparation du mélange dans la chambre de combustion. Une telle disposition du canal 25 est également possible dans le cas d'une buse dite à fente comme celle représentée à la figure 5. Les perçages d'éjection 15 partent ici directement du siège de soupape 9, ce qui correspond à un moindre volume de carburant au niveau des perçages d'éjection 15 qui communiquera avec la chambre de combustion lorsque l'injecteur est fermé. Le volume mort est réduit au minimum si bien que seule une quantité de carburant extrêmement faible peut arriver dans la chambre de combustion entre deux injections. Le principe de fonctionnement est le même que celui de l'exemple de réalisation représenté à la figure 4. REVENDICATIONS 1 ) Injecteur de carburant pour moteur à combustion interne comportant un corps d'injecteur (1) logeant en coulissement longitudinal une aiguille d'injecteur (10) coopérant avec un siège de soupape (9) réalisé dans le corps (1) de l'injecteur et commandant ainsi le débit de carburant d'une chambre de pression (8) vers au moins un perçage d'éjection (15), réalisé dans le corps (1) de l'injecteur, caractérisé en ce qu' un canal (25) réalisé dans le corps (1) de l'injecteur débouche dans le per-1 o çage d'éjection (15). 2 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un canal (25) associé à chaque perçage d'éjection (15), débouche dans le 15 perçage d'éjection (15) respectif. 3 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal (25) est issu d'un perçage borgne (18) réalisé dans le corps 20 d'injecteur (1) et qui rejoint la veine de carburant des perçages d'éjection (15) en aval du siège de soupape (9). 4 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal (25) part du côté extérieur du corps d'injecteur (1) pour que son extrémité d'entrée débouche dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne lorsque l'injecteur est installé. 5 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le perçage d'éjection (15) est étagé et comprend un segment d'entrée (115) de petit diamètre et un segment de sortie (215) de grand diamètre. 6 ) Injecteur de carburant selon la revendication 5, caractérisé en ce que le canal (25) débouche dans le segment de sortie du perçage d'éjection (15). 7 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le siège de soupape (9) a une forme conique et au moins un perçage d'éjection (15) part du siège de soupape (9) conique.