Brevet FR2888618A1 — publié le 20070119

Buse d'injection de gazole L'invention se rapporte aux injecteurs de carburant pour moteur diesel, et plus particulièrement à une buse torique sectorisée d'injection de gazole. Comme on le sait, la qualité de la combustion dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion de type Diesel est grandement liée à la qualité du mélange air-carburant emplissant la chambre. Pour accélérer le processus de mélange entre les gaz et le carburant, de très nombreux moteurs Diesel utilisent des chambres de combustion dans lesquelles l'air a io une vitesse de rotation très élevée. Pour améliorer ce mélange, il convient aussi d'améliorer la pulvérisation du carburant dans la chambre La difficulté est donc de pulvériser le gazole uniformément dans la totalité du volume formé par la chambre de combustion tout en limitant les impacts entre les jets et le piston. Actuellement les techniques emploient un injecteur centré ou non sur le bol avec des trous placés en périphérie d'une buse cylindrique. Cette solution ne permet pas toujours de pulvériser uniformément dans tout le volume. Dans les moteurs 2 soupapes, l'injecteur est décentré par rapport à la chambre de combustion, et il faut employer des buses adéquates pour pulvériser uniformément dans toute la chambre de combustion, ce qui n'est pas aisé. En effet, la pulvérisation est toujours limitée dans les angles d'injection (angle de nappe) des buses conventionnelles. Celles-ci ne permettent pas d'injecter précisément sans avoir un problème d'impact entre les jets et le piston. Plusieurs brevets ont été réalisés dans le domaine des injecteurs Diesel pour améliorer cette pulvérisation. Une solution consiste à augmenter le nombre de trous. Le brevet FR 2 840 367 décrit un injecteur de carburant pour moteur a combustion interne de type Diesel, comprenant une buse classique ayant 30 une forme cylindrique allongée pourvue de trous d'injection de carburant qui sont disposés en rangées au voisinage de la zone d'extrémité libre, qui est effilée, de la buse et un organe d'obturation des trous. L'organe d'obturation qui a la même forme que la buse avec une taille légèrement inférieure, est monté axialement dans la buse, peut se déplacer entre une position de fermeture et une position d'ouverture des trous. Les trous d'une rangée de buses à l'autre sont adaptés pour provoquer l'injection de carburant selon des flux différents qui peuvent s'interpénétrer. La nappe de carburant est ainsi émise selon un angle globalement divergent, ce qui permet d'optimiser l'angle de la nappe quel que soit le régime du moteur. De plus le diamètre et io le nombre des trous varient d'une rangée de trous à l'autre. Le brevet EP 692625 décrit lui aussi une buse conventionnelle et l'extrémité de la buse comporte une seule rangée de trous disposée dans le sens de la longueur. A l'intérieur de chaque trou est disposée une pièce amovible qui permet de régler l'obturation et l'ouverture des trous et aussi de is réguler la pression du carburant. L'extrémité de la buse peut être mise en rotation ce qui va permettre une meilleure diffusion du carburant dans la chambre de combustion. Ces solutions en augmentant le nombre de trous disposés sur la buse permettent effectivement d'améliorer la pulvérisation du carburant, mais lorsque le nombre de trous devient trop important, cela amène à des problèmes de recouvrement de jet lors de l'utilisation de forts taux de swirl. La présente invention a donc pour objet de réduire cet inconvénient. Dans ce but, l'invention propose une buse d'injection de carburant comportant au moins un tronçon torique pourvu d'au moins un orifice selon une génératrice de forme annulaire, le tronçon torique étant disposé dans un plan interne au bol d'admission et relié par une canalisation d'alimentation au système d'alimentation sous pression en carburant. Selon une autre caractéristique de l'invention plusieurs tronçons sont disposés en anneau et les canalisations d'alimentation sont reliées entre 30 elles et au système d'alimentation. Selon une autre caractéristique de l'invention les canalisations d'alimentation débouchent au centre de chaque tronçon. Selon une autre caractéristique de l'invention la buse est disposée dans la culasse de façon à ce que l'anneau formé par les tronçons dépasse légèrement dans la chambre de combustion. Selon une autre caractéristique de l'invention les tronçons formant 5 l'anneau comportent chacun entre un et dix orifices. Selon une autre caractéristique de l'invention les orifices sont disposés sur une ligne de la génératrice formant la face convexe des tronçons dirigés vers la chambre de combustion. Selon une autre caractéristique de l'invention les orifices sont io disposés sur une ligne de la génératrice formant la face concave des tronçons dirigés vers la chambre de combustion. Selon une autre caractéristique de l'invention les orifices sont disposés sur toute la surface du tronçon. Selon une autre caractéristique de l'invention l'axe des orifices forme is un angle B perpendiculaire par rapport à la surface. Selon une autre caractéristique de l'invention les tronçons et les conduits d'alimentation sont fabriqués à partir d'un matériau résistant du même type que les buses conventionnelles. L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus 20 clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs dans lesquels: -la figure 1 est vue en élévation d'un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est vue en élévation d'un mode de réalisation de 25 l'invention positionnée dans la chambre de combustion d'un piston. - La figure 3a est une vue en coupe d'un mode de réalisation de l'invention dans un cylindre. - La figure 3b est une vue en coupe d'un mode de réalisation de l'invention en action. 3o - La figure 4a est une vue en coupe d'un mode de réalisation de l'invention en action. - La figure 4b est une vue en coupe d'un mode d'utilisation d'une buse conventionnelle. - L'invention va à présent être décrite en référence aux figures 1 à 4. La buse d'injection (1) selon l'invention illustrée sur la figure 1 comprend une partie cylindrique allongée (10) reliée au système d'alimentation en carburant sous pression sur laquelle sont reliés au moins quatre conduits d'alimentation (11). Les conduits d'alimentation (11) sont répartis sur le pourtour de l'extrémité du cylindre (10) selon un cône dont la base est orientée vers la chambre de combustion (20). L'extrémité de io chacun des conduits d'alimentation (11) se termine par un tronçon (12) disposé perpendiculairement au conduit (11). Le tronçon (12) est relié au conduit (11) par son centre (121). Ainsi lors de l'injection du gazole, celui-ci arrive par les conduits d'alimentation (11) et se réparti dans chacune des deux portions (122) des tronçons. De cette façon le temps mis par le gazole is pour parcourir chaque portion (122) du tronçon (12) est identique. Dans une autre variante la buse (1) comporte deux conduits d'alimentation (11) disposés aux extrémités des tronçons toriques (12). La chambre de combustion du moteur est délimitée dans une direction par le piston (22), dans les directions radiales par les chemises (23) du bloc moteur (24) et dans la direction opposée au piston par la culasse (40). Comme illustré sur les figures 2 et 3a la buse (1) est positionnée dans la chambre de combustion en dessous de la culasse (40) entre les deux soupapes (30) de façon à ce que le cercle formé par les conduits (12) arrive au niveau de la partie supérieure de la chambre de combustion (20) dans la zone formant le bol (21) d'injection disposé selon l'axe de la chambre de combustion. Ainsi la buse (1) est positionnée à l'intérieur du bol (21) lors de l'injection comme montré sur la figure 3b. Les tronçons (12) formant un tore tel que représenté sur la figure 1 comportent au moins un orifice (13), de la même manière que les buses conventionnelles, afin d'injecter le carburant dans la chambre de combustion (20). Les buses (1) peuvent comporter un nombre d'orifices (13) allant de 1 à plus de 10 par tronçon torique (12) suivant les configurations recherchées. Ils peuvent être disposés sur la face externe des tronçons toriques (12) vers la chambre de combustion (20) ou bien disposés sur toute la surface des conduits (12) ce qui permet d'injecter du gazole également vers l'intérieur du tore. L'avantage de cette solution est d'utiliser tout l'oxygène disponible dans la chambre de combustion (20). Elle permet d'obtenir une meilleure occupation du volume par les jets (50) de carburant lors de l'injection dans l'espace du bol (21). Cette solution permet aussi d'orienter plus facilement la trajectoire des jets (50) afin de io suivre les différentes formes de bol (21). Notamment pour les pistons ayant un bol profond. Etant donné la proximité de sortie du gazole avec la chambre de combustion, par rapport à une buse conventionnelle, la trajectoire des jets (50) est plus précise car les jets (50) sont moins longs comme cela est illustré sur les figures 4a par rapport à la longueur des jets de la solution conventionnelle de la figure 4b. L'injection à l'aide d'une buse classique (2) permet une longueur L de jets (figure 4b) alors que l'injection avec le système proposé (1) est représenté par une longueur de jet I (figure 4a) avec un angle B pouvant être identique à celui des buses conventionnelles. Les jets étant contrôlés en durée et pression d'injection. Etant donné la longueur plus courte des jets (50) avec cette application, lors de fonctionnement à fort taux de swirl le phénomène de recouvrement de jet est moins présent et il est donc possible d'employer un nombre de trous (13) plus élevé. II doit être évident pour l'homme du métier que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiquée. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Buse (1) d'injection de carburant comportant au moins un tronçon (12) torique pourvu d'au moins un d'orifice (13) selon une génératrice de forme annulaire, le tronçon (12) torique étant disposé dans un plan interne au bol d'admission (21) et relié par une canalisation d'alimentation (11) au système d'alimentation (10) sous pression en carburant. 2. Buse (1) d'injection de carburant selon la revendication 1 caractérisé en ce que plusieurs tronçons (12) sont disposés en anneau et les canalisations d'alimentation (11) sont reliées entre elles et au système d'alimentation. 3. Buse (1) d'injection de carburant selon la revendication 1 caractérisé en ce que les canalisations d'alimentation (11) débouchent au centre (121) de chaque tronçon (12). 4. Buse (1) d'injection de carburant selon la revendication 1 caractérisé en ce que la buse (1) est disposée dans la culasse (40) de façon à ce que l'anneau formé par les tronçons (12) dépasse légèrement dans la chambre de combustion (20). 5. Buse (1) d'injection de carburant selon la revendication 1 caractérisé en ce que les tronçons (12) formant l'anneau comportent chacun entre un et dix orifices (13). 6. Buse (1) d'injection de carburant selon la revendication 1 caractérisé en ce que les orifices (13) sont disposés sur une ligne de la génératrice formant la face convexe des tronçons (12) dirigés vers la chambre de combustion (20). 7. Buse (1) d'injection de carburant selon la revendication 1 caractérisé en ce que les orifices (13) sont disposés sur une ligne de la génératrice formant la face concave des tronçons (12) dirigés vers la chambre de combustion (20). 8. Buse (1) d'injection de carburant selon la revendication 1 caractérisé en ce que les orifices (13) sont disposés sur toute la surface du tronçon (12). 9. Buse (1) d'injection de carburant selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'axe des orifices forme un angle B perpendiculaire par rapport à la surface.