Brevet FR2889258A3 — publié le 20070202

FR 2889258 A3 20070202 FR 0552377 A 20050729 "Injecteur de carburant de véhicule automobile comportant un dôme d'injection tronqué" L'invention concerne un injecteur de carburant, notamment pour véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un injecteur de carburant, notamment pour véhicule automobile, du type qui comporte: - un corps tubulaire d'injecteur qui comporte une conduite axiale centrale qui est apte à être alimentée en carburant sous io pression; - une extrémité axiale inférieure du corps d'injecteur conformée en dôme inférieur creux d'injection qui ferme une extrémité axiale inférieure de la conduite d'alimentation et qui a une surface extérieure de révolution autour de l'axe principal du is corps d'injecteur, l'épaisseur du dôme d'injection étant sensiblement constante; - au moins un canal d'injection rectiligne qui s'étend à travers l'épaisseur du dôme d'injection pour raccorder l'intérieur du dôme d'injection jusqu'à un orifice de sortie qui est agencé dans la surface extérieure de manière à permettre la pulvérisation d'un jet de carburant vers l'extérieur. On connaît déjà des injecteurs de ce type. Ce type d'injecteur est utilisé pour pulvériser du carburant dans une chambre de combustion de moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile. Le carburant ainsi pulvérisé est mélangé à de l'air dans la chambre de combustion, puis ce mélange est brûlé. Dans ce type d'injecteur, la qualité de la pulvérisation de carburant, et notamment la taille des gouttelettes de carburant pulvérisées, dépend du rapport "L/D" entre la longueur "L" et le diamètre "D" des canaux d'injection. Pour que l'injecteur soit adapté à une utilisation dans un moteur à combustion interne, le rapport "L/D" doit être proche d'une valeur optimale. Par ailleurs, pour que le carburant pulvérisé dans la chambre de combustion forme un mélange homogène avec l'air, il est connu de diminuer le plus possible le diamètre "D" du canal. Cependant, la diminution de ce diamètre "D" augmente le rapport s "L/D" en l'éloignant de sa valeur optimale déterminée selon une méthode connue par l'homme du métier. Pour pouvoir diminuer le diamètre "D" du canal sans dégrader la qualité du jet, c'est-à-dire en maintenant le rapport "L/D" proche de sa valeur optimale, il est nécessaire de diminuer io la longueur "L" du canal en proportion. Cependant, le dôme d'injection est agencé à l'intérieur de la chambre de combustion, et il est soumis à des températures et à des pressions élevées lors de la phase de combustion. Le dôme d'injection est donc soumis à de fortes contraintes is thermomécaniques. Le dôme d'injection doit être suffisamment résistant et rigide pour ne pas être détérioré par ces conditions extrêmes d'utilisation. Le problème qui se pose est donc de réduire la longueur du canal d'injection sans pour autant fragiliser la structure du 20 dôme d'injection. Pour résoudre ce problème, l'invention propose un injecteur du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'une portion de la surface extérieure du dôme d'injection est tronquée autour de l'orifice de sortie de manière que l'épaisseur du dôme d'injection soit réduite dans la zone du canal d'injection. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la portion tronquée est délimitée par une facette plane extérieure; - la portion tronquée est délimitée extérieurement par une 30 facette concave extérieure; l'injecteur comporte une pluralité de canaux d'injection qui rayonnent régulièrement depuis l'axe principal du corps d'injecteur, une portion tronquée étant prévue dans la zone de chaque canal d'injection; -la surface extérieure du dôme d'injection a une forme de polyédrique. L'invention concerne aussi un procédé pour réaliser un tel injecteur selon l'invention, caractérisé en ce que les portions tronquées du dôme d'injection sont réalisées par enlèvement de matière. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au io cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins en annexe parmi lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale qui représente la partie inférieure d'un injecteur qui est réalisé selon l'état de la is technique; - la figure 2 est une vue en coupe axiale à plus grande échelle qui représente le dôme d'injection de l'injecteur de la figure 1; - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 qui représente un dôme d'injection qui est réalisé selon les enseignements de l'invention; - la figure 4 est une vue en perspective qui représente le dôme d'injection selon l'invention de la figure 3; - la figure 5 est une vue en coupe brisée selon le plan de coupe 5-5 de la figure 2 qui représente le dôme d'injection selon l'état de la technique de la figure 2; - la figure 6 est une vue en coupe brisée selon le plan de coupe 6-6 de la figure 3 qui représente le dôme d'injection selon l'invention de la figure 3; - la figure 7 est une vue similaire à celle de la figure 6 qui représente une variante de l'invention. On adoptera par la suite, à titre non limitatif, une orientation axiale verticale qui est dirigée de bas en haut et qui est indiquée par la flèche "V" de la figure 1. Par la suite, des éléments identiques, analogues ou similaires seront désignés par des mêmes numéros de référence. On a représenté à la figure 1 une portion d'extrémité inférieure d'un injecteur 10. Il s'agit ici d'un injecteur 10 qui est agencé dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Cet injecteur est notamment destiné à pulvériser un io jet de carburant dans une chambre de combustion du moteur. L'injecteur 10 comporte principalement un corps tubulaire d'injecteur 12 d'axe vertical "A". Le corps d'injecteur 12 comporte une conduite axiale centrale 14 qui est apte à être alimentée en carburant sous pression par l'intermédiaire d'un orifice supérieur is d'arrivée (non représenté). La conduite centrale 14 comporte un tronçon supérieur 13 de forme globalement cylindrique de révolution autour de l'axe "A" Un tronçon intermédiaire de la conduite centrale 14 est ici conformé en un siège 16 de clapet en forme d'entonnoir qui converge vers le bas et qui raccorde le tronçon supérieur 13 à un tronçon d'extrémité axiale inférieure 18 de la conduite centrale 14. Le tronçon d'extrémité axiale inférieure 18 de la conduite centrale 14 qui prolonge le siège 16 vers le bas, a une forme cylindrique d'axe "A" dont le diamètre est sensiblement inférieur au diamètre du tronçon supérieur 13 de la conduite 14. Une aiguille 20 coaxiale au corps d'injecteur 12 est montée coulissante axialement dans le tronçon supérieur 13 de la conduite centrale 14 entre une position inférieure de fermeture et une position supérieure d'ouverture. Un jeu radial est réservé entre l'aiguille 20 et le tronçon d'extrémité supérieur 13 de manière que du carburant sous pression puisse circuler vers le tronçon d'extrémité inférieure 18 via le siège intermédiaire 16 lorsque l'aiguille est en position supérieure d'ouverture. L'extrémité inférieure 22 de l'aiguille 20 a une forme s globalement conique de manière à être reçue contre le siège 16 en position inférieure de fermeture pour bloquer le passage du carburant sous pression vers le tronçon d'extrémité axiale inférieure 18 de la conduite centrale 14. Les déplacements de l'aiguille 20 sont commandés par un io dispositif d'actionnement (non représenté) connu qui ne sera pas décrit plus en détail. De manière connue, l'extrémité axiale inférieure du corps d'injecteur 12 est conformée en dôme inférieur creux 24 d'injection dont la surface intérieure concave 25 ferme l'extrémité axiale inférieure 18 de la conduite centrale 14. Par la suite, l'extrémité axiale inférieure 24 du corps d'injecteur 12 sera donc appelée dôme d'injection 24. Le dôme d'injection 24 a une surface extérieure 26 de révolution autour de l'axe principal "A" du corps d'injecteur 12. Plus particulièrement, la surface extérieure 26 du dôme d'injection 24 a ici une forme hémisphérique. Selon une variante non représentée de l'invention, la surface extérieure 26 du dôme d'injection 24 a une forme globalement conique. Le dôme d'injection 24 est agencé à l'intérieure de la chambre de combustion du moteur. Le dôme d'injection 24 selon l'état de la technique est réalisé avec une épaisseur de matière "el" qui est constante. De manière connue, cette épaisseur "el" de matière est suffisante pour conférer au dôme d'injection 24 la rigidité nécessaire pour résister aux fortes variations de température et de pression qui se produisent dans la chambre de combustion. Le dôme d'injection 24 comporte aussi au moins un canal d'injection 28 d'axe rectiligne "B" qui s'étend à travers l'épaisseur de matière "el" du dôme d'injection 24 pour raccorder l'intérieur du dôme d'injection 24 jusqu'à un orifice de sortie 30 qui est agencé dans la surface extérieure 26 de manière à permettre la pulvérisation d'un jet de carburant sous pression vers l'extérieur de l'injecteur 10 et plus particulièrement à l'intérieur de la chambre de combustion du moteur. L'axe "B" du canal d'injection 28 s'étend io perpendiculairement à la surface extérieure 26 du dôme d'injection 24 de manière que la longueur "L" du canal d'injection 28 soit égale à l'épaisseur de matière "el" du dôme d'injection 24. Dans l'exemple représenté aux figures 1, 2 et 5, l'injecteur 10 comporte six canaux d'injection 28. Les canaux d'injection 28 is rayonnent ici régulièrement de manière symétrique par rapport à l'axe "A" du corps d'injecteur 12. L'axe de chaque canal 28 fait un même angle "a" avec l'axe vertical "A". Selon une variante non représentée de l'invention, les canaux d'injection 28 ne sont pas répartis de manière symétrique autour de l'axe "A" et/ou l'angle que fait l'axe "B" d'un canal d'injection 28 par rapport à l'axe "A" n'a pas la même valeur pour chaque canal d'injection 28. Lors du fonctionnement de l'injecteur 10, lorsque l'aiguille 20 est levée vers sa position supérieure d'ouverture, le carburant sous pression est admis dans le tronçon d'extrémité inférieure 18 de la conduite centrale 14. Le carburant sous pression est alors pulvérisé en jets vers l'extérieur par l'intermédiaire des canaux d'injection 28 qui traversent le dôme d'injection 24. Lorsque l'aiguille 20 est baissée dans sa position inférieure de fermeture, l'extrémité inférieure 22 de l'aiguille 20 est reçue contre le siège 16, empêchant ainsi le passage du carburant sous pression jusqu'à l'extrémité inférieure 18 de la conduite centrale 14. L'émission du jet de carburant sous pression à travers les canaux d'injection 28 est ainsi interrompue. Comme expliqué précédemment, le canal d'injection 28 est proportionné de manière que le rapport "L/D" de la longueur "L" divisé par le diamètre "D" de chaque canal d'injection 28 soit proche d'une valeur optimale déterminée. Ainsi, lorsqu'on diminue le diamètre "D" du canal d'injection 28, il est nécessaire de diminuer en proportion la longueur "L" du canal 28 pour conserver le rapport "L/D" proche de sa valeur optimale. io De manière à diminuer la longueur "L" des canaux d'injection 28 tout en conservant une résistance mécanique et une rigidité suffisantes du dôme d'injection 24, l'invention propose donc de diminuer localement l'épaisseur du dôme d'injection 24 autour des canaux d'injection 28. Plus particulièrement, une is portion 32 de la surface extérieure 26 du dôme d'injection 24 est tronquée autour de l'orifice de sortie 30 de chaque canal d'injection 28 de manière que l'épaisseur de matière "e2" du dôme d'injection 24 dans la zone du canal d'injection 28 soit localement réduite. Comme représenté aux figures 3 et 6, l'épaisseur de matière "e2" du dôme d'injection 24 étant réduite localement au niveau du canal d'injection 28, la longueur "L" du canal d'injection 28 qui est égale à "e2", est aussi réduite. Dans le mode de réalisation représenté à ces figures, la portion tronquée 32 est délimitée extérieurement par une facette plane extérieure 32. L'orifice de sortie 30 du canal d'injection 28 est ainsi agencé dans la facette 32. Comme représenté à la figure 4, la surface extérieure 26 du dôme d'injection 24 a ainsi une forme globalement polyédrique dont les facettes 32 sont ici raccordées par des portions de surface 34 arrondies non tronquées qui forment des "arêtes" arrondies. Selon une variante non représentée de l'invention, les facettes 32 sont raccordées entre elles par des arêtes 34 à angle vif. Comme représenté à la figure 6, les arêtes 34 qui sont par exemple des portions de surface extérieure qui ne sont pas tronquées, ont une épaisseur de matière "el" qui est supérieure à l'épaisseur de matière "e2" au niveau des canaux d'injection 28. Ces arêtes 34 de dôme d'injection 24 produisent le même effet que des nervures qui renforcent la rigidité du dôme d'injection io malgré la faible épaisseur "e2" de matière au niveau de chaque canal d'injection 28. Le dôme d'injection 24 résiste ainsi avantageusement à de fortes variations de température et de pression. Selon une variante représentée à la figure 7, les facettes is extérieures ont une forme concave. Ainsi, l'épaisseur de matière "e2" du dôme d'injection est encore plus réduite au niveau des canaux d'injection 28, et la longueur "L" des canaux d'injection 28 est donc aussi réduite. Selon un procédé de réalisation d'un tel dôme d'injection 24, un dôme d'injection 24 conforme à l'état de la technique, par exemple un dôme de forme hémisphérique, est usiné de manière que de la matière soit enlevée autour de chaque orifice de sortie 30 pour former les facettes 32. Dans les modes de réalisation décrits et représentés, les canaux d'injection 28 ont une forme cylindrique de révolution. Cependant, l'orifice de sortie de chaque canal peut aussi être conformé de manière à accélérer la vitesse de propulsion des gouttelettes du jet ou pour donner une forme particulière au jet. L'orifice de sortie 30 comporte par exemple un lamage qui débouche dans la surface extérieure 26 du dôme 24 et qui influence la géométrie du jet et/ou la vitesse de sortie des gouttelettes de carburant. REVENDICATIONS 1. Injecteur de carburant (10), notamment pour véhicule automobile, du type qui comporte: - un corps tubulaire d'injecteur (12) qui comporte une conduite axiale centrale (14) qui est apte à être alimentée en carburant sous pression; - une extrémité axiale inférieure (24) du corps d'injecteur (12) conformée en dôme inférieur creux d'injection (24) qui ferme une extrémité axiale inférieure (18) de la conduite d'alimentation io (14) et qui a une surface extérieure (26) de révolution autour de l'axe principal (A) du corps d'injecteur (12), l'épaisseur (el) du dôme d'injection (24) étant sensiblement constante; -au moins un canal d'injection (28) rectiligne qui s'étend à travers l'épaisseur (e2) du dôme d'injection (24) pour raccorder is l'intérieur du dôme d'injection (24) jusqu'à un orifice de sortie (30) qui est agencé dans la surface extérieure (26) de manière à permettre la pulvérisation d'un jet de carburant vers l'extérieur; caractérisé en ce qu'une portion (32) de la surface extérieure (26) du dôme d'injection (24) est tronquée autour de l'orifice de sortie (30) de manière que l'épaisseur (e2) du dôme d'injection (24) soit réduite dans la zone du canal d'injection (28). 2. Injecteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la portion tronquée est délimitée par une facette (32) plane extérieure. 3. Injecteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion tronquée est délimitée extérieurement par une facette (32) concave extérieure. 4. Injecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de canaux d'injection (28) qui rayonnent régulièrement depuis l'axe principal (A) du corps d'injecteur (12), et en ce qu'une portion tronquée (32) est prévue dans la zone de chaque canal d'injection (28). i0 5. Injecteur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface extérieure (26) du dôme d'injection (24) a une forme de polyédrique. 6. Procédé pour réaliser un injecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les portions tronquées (32) du dôme d'injection (24) sont réalisées par enlèvement de matière.