Brevet FR2900984A3 — publié le 20071116

FR 2900984 A3 20071116 FR 0651702 A 20060512 INJECTEUR ESSENCE A ANGLE DE NAPPE VARIABLE La présente invention se rapporte au domaine des injecteurs de carburant pour moteurs de véhicules automobiles, et concerne plus particulièrement un injecteur pour un moteur à allumage commandé et à injection indirecte. Plus précisément, elle a pour objet un Injecteur de carburant pour moteur à allumage commandé et à injection indirecte, comprenant une aiguille, commandée par un dispositif électromagnétique pour injecter du carburant dans une pipe d'admission du moteur, ainsi qu'un moteur équipé de tels injecteurs. La sévérité touj ours accrue des normes concernant les émissions de polluants, combinée à la puissance croissante des moteurs, implique une optimisation des paramètres influant sur la combustion dans le moteur : forme de la chambre de combustion et du piston, turbulence et vitesse de rotation de la charge, etc ... L'injection du carburant (diamètre et position des trous de l'injecteur, pression, ..) est également un paramètre dont l'optimisation est d'une importance capitale, puisque l'homogénéisation du mélange air-carburant permet de réduire les émissions de polluants en améliorant les performances du moteur. Le carburant est généralement injecté sous forme de jets dans les pipes 2 d'admission du moteur. L'orientation du jet de carburant est déterminée par les paramètres géométriques définissant l'implantation de l'injecteur dans la culasse, en particulier par rapport aux soupapes. Comme montré sur la figure 1, le jet de carburant 1 s'étend sur une surface sensiblement conique dont la partie axiale centrale est creuse. Il est défini par l'angle a que son axe de révolution Z forme avec la direction générale Z de l'axe des soupapes 4, par la distance D entre le point de sortie de l'injecteur 3 et les soupapes 4, et par la longueur L, selon l'axe Z, de sa partie axiale creuse. La publication FR2598752 propose par exemple de placer, en aval de l'injecteur, un ensemble de déflecteurs en vue de modifier la forme du jet de carburant. Un tel dispositif est toutefois figé, et ne permet aucune optimisation en fonction des conditions de fonctionnement. La présente invention a pour but un injecteur permettant de faire varier, selon le point de fonctionnement du moteur, les paramètres géométriques du jet de carburant. Dans ce but, elle prévoit que l'injecteur soit muni d'un tube creux d'axe 35 confondu avec l'axe de l'aiguille, ce tube présentant une extrémité sur laquelle l'aiguille repose quand l'injecteur n'est pas activé, une tige, dont le déplacement permet d'optimiser le fonctionnement de l'injecteur,étant insérée dans ce tube. Le déflecteur peut être placé à l'extrémité de la tige la plus éloignée de l'aiguille. De préférence, la tige est mobile indépendamment de l'aiguille, et est actionnée par un second dispositif électromagnétique, distinct du dispositif électromagnétique gouvernant l'aiguille. Selon un mode de réalisation de l'invention, la tige est maintenue à l'intérieur du cylindre creux par un ensemble de guides appropriés. Le déflecteur placé en bout de la tige peut être rainuré, ou comporter des créneaux, bosses, ou trous, afin d'orienter le jet de carburant de manière sélective. La tige munie du déflecteur peut également être animée d'un mouvement de rotation autour de l'axe du tube creux de l'injecteur selon l'invention, afin d'optimiser la répartition du carburant dans les pipes d'admission. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention, ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées dans lesquelles : les figures 1A et 1B sont des vues schématiques d'ensemble d'un injecteur tel que connu par l'état de la technique, respectivement de côté et de dessus, et faisant apparaître les principaux paramètres du jet de carburant qu'il délivre, la figure 2 est une vue schématique en coupe, selon un plan contenant son axe de symétrie, d'un injecteur selon l'invention. air la figure 1, le jet de carburant 1 issu d'un injecteur 3 d'un moteur à essence à allumage commandé et à injection indirecte, forme une nappe dont l'enveloppe est sensiblement conique, d'axe de révolution Z, et selon la partie axiale de laquelle, aucun carburant n'est injecté, le carburant se situant sur la surface extérieure du volume conique. Les principaux paramètres déterminant la géométrie d'un tel jet de carburant, sont les suivants : l'angle a entre l'axe de révolution Z de la nappe de carburant et la direction 30 générale Z des soupapes 4, la distance D entre le point de l'injecteur 3 duquel sort le carburant et les soupapes 4, et la longueur L, selon l'axe de révolution Z de la nappe de carburant 1, de la zone axiale creuse de ladite nappe. Selon l'invention, illustrée par la figure 2, les paramètres a, L, et D mentionnés ci-dessus peuvent être modifiés en cours de fonctionnement, afin d'optimiser le fonctionnement de l'injecteur 3. Une aiguille 5, dont l'axe est sensiblement confondu avec l'axe Z de l'injecteur 3, mobile entre deux positions grâce à un dispositif électromagnétique approprié (non représenté sur la figure 2), permet de commander l'injection de carburant au moyen de l'injecteur 3. Lorsque l'injecteur 3 n'est pas activé, l'extrémité 51 de l'aiguille 5 repose sur une extrémité 61 d'un tube creux 6, sensiblement cylindrique d'axe Z, ce qui permet d'assurer l'étanchéité. Lorsque l'injecteur est activé, l'aiguille 5 est déplacée vers le haut, et autorise le passage de carburant par le tube creux 6. Une tige 7, munie d'un déflecteur 8 à l'une de ses extrémités, est placée dans le tube creux 6. Avantageusement, le déflecteur 8 est placé à l'extrémité de la tige 7 opposée à l'extrémité la plus proche de la partie 61 du tube creux 6. Le diamètre de la tige 7 est sensiblement inférieur au diamètre intérieur du tube creux 6, et la tige 7 est mobile au sein du tube creux 6, grâce à un dispositif électromagnétique 9 schématiquement représenté sur la figure 2. Le dispositif électromagnétique 9 est commandé par un dispositif approprié, en fonction des points de fonctionnement du moteur : par exemple, et de manière non limitative, le dispositif électromagnétique 9 pourra être commandé par le calculateur de contrôle du moteur du véhicule. Le guidage et le maintien de la tige 7 au sein du tube creux 6 sont assurés par un ensemble de guides 10, placés autour de la tige 7. Conformément à la figure 2, la tige 7 peut être insérée, au voisinage de chacune de ses extrémités, dans deux rondelles 11 dont le diamètre extérieur est sensiblement légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube creux 6, de manière à permettre un glissement aisé des rondelles 11 tout en limitant le jeu radial. Chacune des rondelles 11 est percée d'un ensemble d'orifices 12 traversants, permettant le passage du carburant. Le déflecteur 8, placé à l'extrémité de la tige 7 opposée à l'extrémité de ladite tige 7 la plus proche de l'aiguille 5, présente des dimensions extérieures légèrement inférieures ou supérieures aux dimensions intérieures de l'extrémité 62 du tube creux 6 opposée à l'extrémité 61 dudit tube creux 6. De plus, la forme extérieure du déflecteur 8 est complémentaire de la forme intérieure de l'extrémité 62 du tube creux 6. De manière non limitative, le déflecteur 8 a une forme sensiblement conique d'axe Z, et s'évase à partir de l'extrémité de la tige 7, à laquelle il est rattaché par sa partie de plus faible diamètre. En cours de fonctionnement, lorsque le dispositif électromagnétique 9 est actionné, la tige 7 munie du déflecteur 8 se déplace longitudinalement au sein du tube creux 6, selon l'axe Z de celui-ci. La présence et la forme du déflecteur 8, contribuent alors à modifier, de manière plus ou moins importante, la forme du jet de carburant 1 délivré par l'injecteur 3. En particulier, lorsque le déflecteur 8 présente une forme sensiblement conique, telle que celle représentée par la figure 2, l'angle a précédemment évoqué, ainsi que la longueur L et la distance D varient avec la position de la tige 7 au sein du tube creux 6. Il est ainsi possible de positionner le déflecteur 8 au sein du tube creux 6, de manière à obtenir un jet de carburant 1 formant, par exemple, une nappe plus ou moins "ouverte" et dirigée, ou présentant une vitesse de sortie plus ou moins élevée, selon le point de fonctionnement du moteur. Les paramètres du mélange air carburant sont donc ajustés en continu. Le déflecteur 8 peut présenter une forme quelconque, à condition que ses dimensions extérieures ne soient pas constantes, et que le mouvement du déflecteur 8 au sein du tube creux, 6 puisse ainsi permettre d'agir sur la forme du jet de carburant 1 délivré par l'injecteur 3. En particulier, des bosses, trous, rainures, créneaux, ou autres formes plus ou moins complexes, peuvent être inscrits sur la surface extérieure du déflecteur 8, de manière à conférer au jet de carburant 1, délivré par l'injecteur, 3 des formes ou des orientations privilégiées spécifiques. Le dispositif électromagnétique 9 permettant le mouvement de la tige 7 au sein du tube creux 6 peut être associé à un dispositif approprié (non représenté sur la figure 2) permettant la mise en rotation de la tige 7 au sein dudit tube creux 6, afin d'homogénéiser la répartition du carburant dans le jet de carburant 1 issu de l'injecteur 3. L'invention permet ainsi, de façon simple, de faire varier continûment la forme et les dimensions du jet de carburant émis par un injecteur du moteur d'un 30 véhicule automobile, en vue d'optimiser le fonctionnement de celui-ci. REVENDICATIONS 1. Injecteur de carburant (3) pour moteur à allumage commandé et à injection indirecte, comprenant une aiguille (5), commandée par un dispositif électromagnétique pour injecter du carburant dans une pipe d'admission du moteur, caractérisé en ce qu'il est muni d'un tube creux (6) d'axe (Z) confondu avec l'axe de l'aiguille (5) qui présente une extrémité sur laquelle l'aiguille (5) repose quand l'injecteur n'est pas activé, et d'une tige (7) insérée dans le tube (6) mobile en translation au sein du tube creux (6), selon l'axe (Z) dudit tube creux (6), grâce à un dispositif électromagnétique (9) distinct du dispositif électromagnétique gouvernant la position de l'aiguille (5), dont te déplacement permet d'optimiser le fonctionnement de l'injecteur. 2. Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une extrémité de la tige (7) est munie d'un déflecteur (8). 3. Injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le déflecteur (8) est placé à l'extrémité de la tige (7) opposée à l'extrémité de ladite tige (7) la plus proche de l'aiguille (5). 4. Injecteur de carburant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tige (7) est maintenue et guidée au sein du tube creux (6) grâce à un ensemble de guides (10) appropriés, dont les dimensions extérieures sont légèrement inférieures aux dimensions intérieures du tube creux (6) et comportant des moyens (12) permettant le passage du carburant. 5. Injecteur de carburant selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le déflecteur (8) a sensiblement ta forme d'un cône dont l'axe de révolution est sensiblement confondu avec l'axe (Z) du tube creux (6), rattaché à l'extrémité de la tige (7) la plus éloignée de l'aiguille (5) par sa partie de plus faible diamètre. 6. Injecteur de carburant selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la surface extérieure du déflecteur (8) présente un ensemble d'aspérités propres à modifier la forme et la répartition du jet de carburant (1) délivré par l'injecteur (2). 7. Injecteur de carburant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est associé à des moyens (13) permettant la rotation de la tige (7) au sein du tube creux (6). 8. Injecteur de carburant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (9, 13) permettant le mouvement de la tige (7) au sein du tube creux (6) sont commandés par un dispositif de contrôle du moteur. 9. Moteur à allumage commandé et à injection indirecte, caractérisé en ce 5 qu'il est muni d'au moins un injecteur (3) selon l'une des revendications précédentes.