Brevet FR2873415A1 — publié le 20060127

Domaine de l'invention La présente invention concerne une installation d'injection de carburant notamment injecteur de carburant comportant au moins une aiguille d'injecteur munie d'une surface d'étanchéité venant en appui contre une surface de siège pour fermer au moins un orifice d'éjection notamment une série d'orifices d'éjection débouchant dans la surface formant siège. Etat de la technique Une installation d'injection de carburant habituelle ou in- to jecteur comporte une aiguille d'injecteur qui ne nécessite en général qu'une étanchéité dans une direction pour que lorsque l'aiguille d'injecteur est en position fermée, la communication soit coupée entre la chambre de pression et les orifices d'éjection. En particulier dans le cas d'installations d'injection de carburant à deux aiguilles d'injecteur, il est nécessaire d'assurer l'étanchéité de la zone d'embouchure de l'orifice d'éjection ou des orifices d'éjection dans deux directions à savoir, à la fois vis-à-vis de la chambre de pression et aussi vis-à-vis de l'autre aiguille. Selon le document DE 100 58 130 Al, on connaît un système d'injection de carburant de moteur à combustion interne comportant une chambre collectrice à haute pression contenant le carburant à haute pression. La chambre collectrice à haute pression est reliée par des conduites à haute pression aux injecteurs de carburant; ceux-ci ont chacun un corps d'injecteur qui se compose d'un support de corps d'injecteur, d'une rondelle intermédiaire et du corps d'injecteur proprement dit. Le corps d'injecteur comporte un perçage guidant une aiguille d'injecteur sous la forme d'une aiguille creuse, coulissant longitudinalement. L'extrémité du perçage du côté de la chambre de combustion comporte un siège de soupape muni de deux séries d'orifices d'éjection, décalés les uns des autres dans la direction axiale. Une série d'orifices d'éjection se compose de plusieurs orifices d'éjection de préférence répartis régulièrement à la périphérie du corps de l'injecteur. La première série d'orifices d'éjection est installée pour qu'une arête d'étanchéité de l'aiguille creuse assure l'étanchéité de la première série d'orifices d'éjection vis-à-vis de la chambre de pression. L'aiguille creuse reçoit une aiguille en forme d'aiguille intérieure coulissante longitudinalement et dont l'extrémité située du côté de la chambre de combustion a une surface de pression conique délimitée par une arête d'étanchéité. En position de fermeture de l'aiguille intérieure, l'arête d'étanchéité s'applique 2873415 2 contre le siège de soupape et ferme ainsi la seconde série d'orifices d'éjection vis-à-vis de la chambre de pression. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une instal- lation d'injection de carburant notamment un injecteur de carburant comportant au moins une aiguille d'injecteur munie d'une surface d'étanchéité, venant en appui contre une surface de siège pour fermer au moins un orifice d'éjection et notamment une série d'orifices d'éjection dé-bouchant dans la surface de siège, et permettant d'assurer l'étanchéité de to la zone d'embouchure du ou des orifices d'éjection tout en étant d'une fabrication économique. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne une installation d'injection de carburant ou injecteur du type défini cidessus, caractérisée en ce que la surface d'étanchéité est parallèle à la surface formant siège, et la sur-face formant siège est en retrait dans la zone d'embouchure du ou des orifices d'éjection. Ainsi, l'étanchéité en surface avec un angle différent de zéro au niveau de l'orifice d'éjection ou des orifices d'éjection en combinaison avec la surface de siège en creux, permet d'une manière simple d'obtenir l'étanchéité de la zone d'embouchure des orifices d'éjection dans deux directions. Selon une caractéristique avantageuse, une rainure est réalisée dans la surface formant siège dans la zone d'embouchure du ou des orifices d'éjection, la largeur de cette rainure étant supérieure au diamètre du ou des orifices d'éjection. Les transitions entre les flancs et le fond de la rainure sont de préférence arrondies. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la profon- deur de la rainure est supérieure à l'usure prévisible de la surface de siège résultant du fonctionnement de l'installation d'injection de carburant. Cela garantit que le fonctionnement de la rainure est conservé pendant toute la durée de fonctionnement de l'injecteur. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'aiguille d'injecteur est une aiguille creuse comportant une aiguille intérieure mobile suivant un mouvement alternatif et dont l'extrémité du côté de la chambre de combustion comporte une arête d'étanchéité venant en appui contre la surface de siège pour assurer l'étanchéité d'au moins un second orifice d'éjection ou une série de seconds orifices d'éjection par rapport au premier orifice d'éjection ou à la première série d'orifices d'éjection. Les deux séries ou rangées d'orifices d'éjection permettent l'injection de doses de carburant différentes en fonction de la demande dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'extrémité de l'aiguille creuse du côté de la chambre de combustion a la forme d'un premier tronc de cône creux dont la surface enveloppe forme la surface d'étanchéité. La surface de siège est de forme complémentaire à celle du premier tronc de cône creux et possède le même angle au sommet que celui-ci. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le premier tronc de cône creux rejoint au niveau de sa face frontale non tournée vers la chambre de combustion, un second tronc de cône creux d'angle au sommet plus petit que le premier tronc de cône creux. Entre les deux troncs de cône on forme une arête d'étanchéité qui délimite la surface d'étanchéité au niveau de l'aiguille creuse. De l'autre côté, la surface d'étanchéité délimitée par l'extrémité obtuse du premier tronc de cône creux. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'installation comprend un corps d'injecteur muni d'une arrivée de carburant reliée à une source de carburant à haute pression, centrale, extérieure au boîtier de l'injecteur et communiquant avec une chambre de pression à l'intérieur du boîtier de l'injecteur à partir de laquelle et en fonction de la pression dans au moins une chambre de commande, du carburant à haute pression est injecté dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne lorsque la première aiguille d'injecteur et/ou la seconde aiguille d'injecteur sont soulevées de leur siège. La structure générale et le fonctionnement d'un système d'injection de carburant à rampe commune équipée d'un injecteur à deux aiguilles est par exemple connue selon le document DE 100 58 130 Al. Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un injecteur de carburant représenté dans l'unique figure annexée qui est une demi-coupe à échelle agrandie d'un injecteur selon l'invention. Description du mode de réalisation La figure montre une coupe longitudinale d'un boîtier d'injecteur 1 ayant un corps 2 dont l'extrémité inférieure libre pénètre dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne. Par sa surface frontale supérieure, à l'opposé de la chambre de combustion, le corps 2 est serré par un écrou de serrage (non représenté), axialement, contre un corps de soupape et un corps d'injecteur. Le corps d'injecteur 2 comporte un perçage de guidage axial dans lequel est guidée en mouvement une première aiguille d'injecteur 4. La première aiguille d'injecteur 4 est une aiguille creuse formée d'un cy- lindre circulaire 6 creux dont l'extrémité proche de la chambre de combustion est en forme de tronc de cône creux 8. A la suite du tronc de cône creux 8, on a un autre tronc de cône creux 9 ayant un angle au sommet plus grand que le tronc de cône 8. Le tronc de cône 9 diminue plus forte-ment vers la chambre de combustion que le tronc de cône 8. La première aiguille d'injecteur 4 encore appelée aiguille creuse guide en mouvement alternatif une seconde aiguille d'injecteur 12 encore appelée aiguille intérieure. L'aiguille intérieure 12 a la forme d'un cylindre circulaire 14 dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur de l'aiguille creuse 4. L'extrémité du cylindre circuTaire 14 du côté de la chambre de combustion de l'aiguille intérieure 12 a la forme d'un tronc de cône 16 qui diminue en direction de la chambre de combustion. Le tronc de cône 16 rejoint du côté de la chambre de combustion une pointe conique 18 ayant un angle au sommet plus grand que le tronc de cône 16. La pointe 18 de l'aiguille intérieure 12 tournée vers la chambre de combustion, se rétrécit ainsi plus fortement que le tronc de cône 16. Au niveau de l'extrémité du cylindre circulaire creux 6 proche de la chambre de combustion, le boîtier 1 de l'injecteur forme une chambre de pression 20 communiquant avec l'accumulateur de carburant à haute pression (non représenté) ; cet accumulateur est également appelé rampe commune. A la suite de la chambre de pression 20, le corps de buse 2 comporte une surface de siège de soupape 22 qui se rétrécit suivant une forme conique et fait un angle 24 d'environ 10 par rapport au tronc de cône creux 8. la surface enveloppe du tronc de cône creux 9 forme une surface d'étanchéité 26 s'appliquant contre la surface de siège de soupape 22 de sorte que la différence angulaire entre la surface d'étanchéité 26 et le siège de soupape 22 est égale à zéro degré. Dans la zone d'appui de la surface d'étanchéité 26, au niveau de la surface de siège de soupape 22, on a une rainure 28 qui s'étend dans la direction périphérique du corps 2 de l'injecteur. La profondeur de la rainure porte la référence 29 et sa largeur la référence 30. La profondeur 29 de la rainure 28 est dimensionnée pour qu'elle soit supérieure à l'usure prévisible du siège produite par le fonctionnement de l'installation d'injection de carburant. La largeur 30 de la rainure 28 est supérieure au diamètre d'un orifice d'éjection 32 débouchant dans le fond de la rainure 28. L'orifice d'éjection 32 appartient à une série d'orifices d'éjection répartis régulièrement à la périphérie du to corps de buse 2. Entre la surface de siège 22 et le tronc de cône 16 de l'aiguille intérieure 12, on a une différence angulaire 34 d'environ 15 . Entre la pointe 18 de l'aiguille intérieure et la surface formant siège de soupape 22, on a un angle de différence 32 d'environ 10 . Un orifice d'éjection 38 débouche au niveau de la pointe 18 de l'aiguille intérieure dans la surface formant siège 22 pour arriver dans le volume intérieur du corps de l'injecteur. Entre le tronc de cône 16 et la pointe 18 de l'aiguille intérieure 12, on a une arête d'étanchéité 36 qui s'applique contre la sur-face de siège de soupape 22. L'arête d'étanchéité 36 assure l'étanchéité de l'orifice d'éjection 38 par rapport à la chambre de pression 20. De manière préférentielle, il s'agit pour l'orifice d'éjection 38 non pas d'un orifice d'éjection unique mais d'une série d'orifices d'éjection répartis régulière-ment à la périphérie du corps de buse 2. Selon la présente invention, l'aiguille creuse 4 assure l'étanchéité de la zone d'embouchure de l'orifice d'éjection 32 dans deux directions à savoir, d'une part vers la chambre de pression 20 et d'autre part vers le guidage de l'aiguille intérieure 12 dans l'aiguille creuse 4. La rainure 28 arrondie à l'intersection des flancs et du fond de la rainure dé-finit de manière précise la zone d'étanchéité. L'angle de zéro degré du siège permet de réaliser simplement l'étanchéité comme les essais l'ont confirmé. REVENDICATIONS 1 ) Installation d'injection de carburant notamment injecteur de carburant comportant au moins une aiguille d'injecteur (4) munie d'une surface d'étanchéité (26) venant en appui contre une surface de siège (22) pour fermer au moins un orifice d'éjection (32) notamment une série d'orifices d'éjection débouchant dans la surface formant siège (22), caractérisée en ce que la surface d'étanchéité (26) est parallèle à la surface formant siège (22), et la surface formant siège (22) est en retrait dans la zone d'embouchure du ou des orifices d'éjection (32). 2 ) Installation d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' une rainure (28) est réalisée dans la surface formant siège (22) dans la zone d'embouchure du ou des orifices d'éjection (32), la largeur (30) de cette rainure (28) étant supérieure au diamètre du ou des orifices d'éjection (32). 3 ) Installation d'injection de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que la profondeur (29) de la rainure (28) est supérieure à l'usure prévisible de la surface de siège (22) résultant du fonctionnement de l'installation d'injection de carburant. 4 ) Installation d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aiguille d'injecteur (4) est une aiguille creuse comportant une aiguille intérieure (12) mobile suivant un mouvement alternatif et dont l'extrémité du côté de la chambre de combustion comporte une arête d'étanchéité (36) venant en appui contre la surface de siège (22) pour assurer l'étanchéité d'au moins un second orifice d'éjection (38) ou une série de seconds orifices d'éjection par rapport au premier orifice d'éjection ou à la première série d'orifices d'éjection. 5 ) Installation d'injection de carburant selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'extrémité de l'aiguille creuse (4) du côté de la chambre de combustion a la forme d'un premier tronc de cône creux (9) dont la surface enveloppe (26) forme la surface d'étanchéité. 6 ) Installation d'injection de carburant selon la revendication 5, caractérisée en ce que le premier tronc de cône creux (9) rejoint au niveau de sa face frontale non tournée vers la chambre de combustion, un second tronc de cône creux (8) d'angle au sommet plus petit que le premier tronc de cône creux (9). to 7 ) Installation d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' elle comprend un corps d'injecteur muni d'une arrivée de carburant reliée à une source de carburant à haute pression, centrale, extérieure au boîtier de l'injecteur et communiquant avec une chambre de pression à l'intérieur du boîtier de l'injecteur à partir de laquelle et en fonction de la pression dans au moins une chambre de commande, du carburant à haute pression est injecté dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne lorsque la première aiguille d'injecteur et/ou la seconde aiguille d'injecteur sont soulevées de leur siège.