Brevet FR2876750A1 — publié le 20060421

La présente invention concerne les buses d'injection de moteur diesel, et plus particulièrement les buses d'injection de moteurs diesel à injection directe et à deux soupapes par cylindre. Les buses d'injection constituent une partie importante d'un injecteur, car ce sont elles qui diffusent le carburant dans un conduit ou, comme dans le cas de la présente invention, directement dans la chambre de combustion. Quand les buses diffusent directement le carburant, tel que le gasoil, directement dans la chambre de combustion, on parle alors d'injection directe. Dans le cadre des moteurs à deux soupapes par cylindre, la disposition des soupapes impose de décaler l'injecteur par rapport à l'axe du cylindre appelé également fût. L'injecteur est également incliné par rapport à l'axe du fût d'un angle a. La buse de l'injecteur comporte des trous qui diffusent le carburant dans la chambre de combustion. Les trous peuvent être répartis symétriquement ou non sur 360 degrés. L'axe de chaque trou est incliné d'un angle pi par rapport à l'axe de la buse qui correspond à l'axe de l'injecteur. Cet angle peut être différent pour chaque trou; il dépend de la direction de chacun d'entre eux pour un angle d'inclinaison a donné. Tous les trous sont ainsi disposés de façon à réaliser une nappe d'injection, c'est-à-dire que les tous les axes des trous définissent une surface de projection conique. Un problème par rapport à cette disposition est que la distance de l'extrémité d'un trou à la surface du bol du piston est différente pour chaque trou. Ceci conduit à une mauvaise répartition du carburant dans la chambre de combustion du moteur. Une solution à ce problème consiste à adapter le diamètre de chaque trou, de manière à ajuster le débit de carburant en fonction de la quantité d'air disponible vis-à-vis du jet de carburant. Cette solution n'est pas entièrement satisfaisante, car les trous de plus gros diamètre conduisent à une moins bonne pulvérisation du carburant. Un des objets de l'invention est de fournir une buse qui pallie aux inconvénients de l'état de la technique. Dans ce but, l'invention fournit une buse d'injection à une nappe pour moteur diesel à injection directe qui comporte au moins une série de trous répartis sur 360 degrés débouchant dans une chambre de la buse, chaque trou étant incliné d'un angle propre pi par rapport à l'axe de la buse; selon l'invention, les trous ont un diamètre d'entrée propre et un diamètre de sortie identique pour tous, le diamètre d'entrée de chaque trou étant supérieur ou égal au diamètre de sortie des trous. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - les trous dont le diamètre d'entrée est supérieur au diamètre de sortie peuvent être coniques, les diamètres d'entrée des trous sont tous différents. L'invention fournit également un moteur diesel à injection directe et à deux soupapes par cylindre comportant au moins un injecteur logé dans la culasse du moteur et qui est décalé et incliné angulairement d'un angle a par rapport à l'axe du cylindre correspondant, l'injecteur comportant une buse d'injection qui définit une série de trous disposés de façon à réaliser une nappe d'injection, chaque trou étant incliné d'un angle propre Ri par rapport à l'axe de la buse; toujours selon l'invention, les trous ont un diamètre d'entrée propre et supérieur ou égal au diamètre de sortie qui est identique pour chaque trou. La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple et nullement limitatif, et illustré par les dessins annexés sur lesquels: - La figure 1 est une vue en coupe d'une chambre de 30 combustion avec un injecteur décalé et incliné par rapport au cylindre, La figure 2 est un détail de la buse d'injection selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe de la projection des trous 35 de la buse selon l'invention sur un même plan. Sur la figure 1 est représentée une partie d'un injecteur 1. Cet injecteur 1 comporte une buse d'injection 2. L'injecteur 1 et sa buse 2 sont logés dans une culasse 3 d'un moteur non représenté. La culasse 3 est fixée sur un bloc-cylindres 4. Le bloc-cylindres 4 définit un cylindre 4a appelé également fût, et un piston 5 coulisse dans ce cylindre 4a. La surface externe du piston 5 qui comporte notamment un bol 5a, la surface du cylindre 4a et la surface de la culasse 3 délimitée par le cylindre 4a constituent la chambre de combustion 6. Sur cette figure 1, l'injecteur 1 et sa buse 2 sont décalés et sont inclinés d'un angle a par rapport à l'axe du cylindre. On retrouve cette architecture dans le cas d'un moteur diesel à injection directe à deux soupapes par cylindres. La figure 2 est un détail de la buse d'injection 2. La buse d'injection 2 a une forme globalement cylindrique. L'extrémité de la buse 2 est de forme conique. La buse 2 définit une chambre 2a à l'intérieur de laquelle circule le carburant. La buse 2 comporte également des trous qui débouchent dans la chambre 2a. Quand l'injecteur 1 et sa buse 2 sont logés dans la culasse 3, les trous de la buse relient la chambre 2a de la buse 2 à la chambre de combustion 6. Ces trous sont disposés dans la partie d'extrémité de forme conique de la buse 2. Ces trous ont un diamètre de l'ordre du dixième de millimètre. En référence aussi à la figure 3, selon un mode de réalisation non limitatif, les trous sont au nombre de quatre et sont répartis sur 360 degrés. Ils portent les références 10, 20, 30 et 40. La figure 2 ne représente que les trous 10 et 40. Sur la figure 2, les trous sont inclinés d'un angle pi par rapport à l'axe de la buse 2. Cet angle (3i peut être différent pour chaque trou. Il dépend de la direction de chaque trou par rapport à la chambre de combustion 6. Par exemple, l'angle (340 correspondant à l'inclinaison du trou 40 est inférieur à l'angle j310 correspondant à l'inclinaison du trou 10. Ces angles Ri permettent de disposer les trous de manière à réaliser une nappe d'injection, c'est-à-dire que les axes des trous définissent une surface de projection conique. Sur la figure 3 qui est une vue en coupe de la projection des trous 10, 20, 30 et 40 sur un même plan, conformément à l'invention, les trous ont un diamètre d'entrée qui leur est propre entre eux et un diamètre de sortie identique pour tous. Le diamètre d'entrée est le diamètre d'extrémité des trous côté chambre 2a de la buse d'injection 2. Le diamètre de sortie est le diamètre d'extrémité des trous côté chambre de combustion 6. Selon l'invention, le diamètre d'entrée de chaque trou est supérieur ou égal au diamètre de sortie commun aux trous. On définit le rapport entre le diamètre d'entrée et le diamètre de sortie par le Kfactor. Le Kfactor est déterminé par la formule: Kfactor = (diamètre d'entrée diamètre de sortie) / 10 Le diamètre d'entrée étant supérieur ou égal au diamètre de sortie, le Kfactor est une valeur positive. Pour le calcul, les diamètres sont exprimés en pm. Compte tenu des valeurs du Kfactor, les trous sont globalement convergents en direction de la chambre de combustion 6. En fonction de cette convergence, on fait varier la cavitation du carburant pendant les phases d'injection à l'intérieur des trous, ce qui joue sur le débit de carburant dans chaque trou. Par exemple, si le trou est convergent, il y aura moins de cavitation du carburant que dans le cas d'un trou avec un Kfactor de 0, et le débit de carburant sera plus important. On arrive ainsi à obtenir des débits différents de carburant selon les trous tout en gardant une bonne pulvérisation. Les trous ayant un Kfactor supérieur à 0 peuvent être coniques, comme par exemple les trous 20, 30 et 40. La conicité de ces trous est donnée par le Kfactor en fonction d'une épaisseur donnée. L'épaisseur des buses est de l'ordre du millimètre et est fonction du type de buse que l'on utilise. Les deux grands types de buses sont les buses dites de type sac et les buses dites VCO . Le mode de réalisation présenté utilise une buse dite psac , dont l'épaisseur est sensiblement de 0,8 mm. II va de soi que le type de buse utilisé n'est pas limitatif, et que l'invention s'applique pour tous les types de buses. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les diamètres d'entrée des trous peuvent tous être différents. Un des avantages de l'invention est qu'elle permet de faire varier le débit pour chaque trou tout en préservant une pulvérisation optimale, ce qui apporte un avantage considérable par rapport à des trous classiques dont on fait varier le diamètre pour ajuster le débit. Revendications 1) Buse d'injection (2) à une nappe pour moteur diesel à injection directe qui comporte au moins une série de trous (10,20,30,40) répartis sur 360 degrés débouchant dans une chambre (2a) de la buse (2), chaque trou étant incliné d'un angle propre Ri par rapport à l'axe de la buse (2) , caractérisé en ce que les trous ont un diamètre d'entrée propre et un diamètre de sortie identique pour tous, le diamètre d'entrée de chaque trou étant supérieur ou égal au diamètre de sortie des trous. 2) Buse d'injection (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trous dont le diamètre d'entrée est supérieur au diamètre de sortie sont coniques. 3) Buse d'injection (2) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les diamètres d'entrée des trous sont tous différents. 4) Moteur diesel à injection directe et à deux soupapes par cylindre comportant au moins un injecteur (1) logé dans la culasse du moteur et qui est décalé et incliné angulairement d'un angle a par rapport à l'axe du cylindre correspondant, l'injecteur comportant une buse d'injection qui définit une série de trous disposés de façon à réaliser une nappe d'injection, chaque trou étant incliné d'un angle propre pi par rapport à l'axe de la buse (2), caractérisé en ce que les trous (10,20,30,40) ont un diamètre d'entrée propre et supérieur ou égal au diamètre de sortie qui est identique pour chaque trou. 5) Moteur diesel à injection directe et à deux soupapes par cylindre selon la revendication 4, caractérisé en ce que les trous dont le diamètre d'entrée est supérieur au diamètre de sortie sont coniques. 6) Moteur diesel à injection directe et à deux soupapes par cylindre selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les diamètres d'entrée des trous sont tous différents.