Brevet FR2906317A3 — publié le 20080328

FR 2906317 A3 20080328 FR 0653924 A 20060925 Injecteur de carburant pour moteur à combustion interne à injection directe La présente invention concerne un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne à injection directe. On sait que dans les moteurs à injection directe, l'injecteur injecte du carburant directement dans la chambre de combustion de chaque cylindre. Dans ces moteurs, en particulier dans les moteurs diesel, les conduits d'admission d'air dans la chambre de combustion présentent une forme hélicoïdale adaptée pour créer dans cette chambre une circulation d'air tourbillonnaire appelée swirl qui favorise le mélange air/carburant et optimise la combustion et le rendement du moteur. io Cependant, la réalisation de conduits d'admission hélicoïdaux générant un fort swirl est coûteuse et réduit leur perméabilité, limitant de ce fait l'aptitude du moteur à posséder un remplissage en air optimal. Les injecteurs de carburant comportent une buse et une aiguille mobile axialement dans cette buse. L'extrémité de la buse comporte des orifices de sortie 15 du carburant répartis en général radialement autour de l'axe de la buse. Selon l'US 6029913, les orifices de sortie de la buse de l'injecteur sont orientés selon une direction faisant un angle a par rapport à la direction radiale. L'orientation des jets de carburant issus de ces orifices associée au mouvement de swirl généré à l'admission favorise le mélange air/carburant, et 20 évite le recours à des conduits d'admission de forme hélicoïdale générant un fort swirl. Cependant, les techniques de fabrication ne permettent pas d'usiner les orifices de buse d'injection avec un angle a présentant une valeur élevée, de sorte que l'enseignement de l'US 6029913 a une portée relativement limitée. 25 Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités. Ce but est atteint selon l'invention, grâce à un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne à injection directe, cet injecteur comportant une buse et une aiguille mobile axialement dans cette buse, l'extrémité de la buse comprenant des orifices de sortie du carburant répartis autour de l'axe de la buse, 30 caractérisé en ce que la sortie de chaque orifice est bordée sur l'un de ses côtés 2906317 2 par une protubérance dont la surface latérale adjacente à l'orifice forme un angle aigu R avec l'axe de cet orifice. Cette protubérance a pour effet de dévier par effet Coanda le jet de carburant sortant d'un orifice de la buse par rapport à l'axe, ce qui évite de créer 5 des orifices d'axe fortement tournés par rapport à la direction radiale pour optimiser la répartition des jets dans la chambre de combustion. De préférence, ladite protubérance est située en aval de l'orifice relativement au sens de la circulation d'air tourbillonnaire engendrée par la forme hélicoïdale des conduits d'admission. io Ainsi, grâce à l'invention, on peut limiter l'effet tourbillonnaire c'est-à-dire le swirl créé par les conduits d'admission en réduisant leur coût de fabrication et en augmentant leur perméabilité. Dans une version avantageuse de l'invention, l'extrémité de la buse est conique et l'axe de chaque orifice est sensiblement perpendiculaire à la surface 15 extérieure conique de l'extrémité de la buse et l'axe de chaque orifice projeté sur un plan perpendiculaire à l'axe de la buse est sensiblement radial. L'angle R formé par la surface latérale de chaque protubérance avec l'axe de l'orifice est inférieur à 40 . Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'axe de chaque orifice est 20 tourné dans le sens de la circulation d'air tourbillonnaire par rapport à la direction radiale. Ainsi, le jet de carburant sort de chaque orifice avec un angle a par rapport à la direction radiale puis est dévié encore davantage par la surface latérale de la protubérance. 25 Cette disposition permet d'obtenir un écoulement tourbillonnaire important favorable à la combustion en limitant le recours à un swirl élevé généré par la forme des conduits d'admission, augmentant de ce fait leur perméabilité. Les protubérances peuvent être réalisées directement sur la surface extérieure de l'extrémité de la buse. 30 En variante, les protubérances peuvent être réalisées sur une pièce rapportée sur l'extrémité de la buse. 2906317 3 D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'extrémité d'un 5 injecteur de carburant selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II ù II de la figure 1, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 montrant une version différente de l'injecteur de carburant, - la figure 4 est une vue en coupe partielle d'une variante de réalisation io d'un injecteur de carburant. Les figures 1 et 2 représentent un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne à injection directe, notamment du type diesel. L'injecteur comporte une buse 1 et une aiguille 2 mobile axialement dans cette buse 1. L'extrémité conique 3 de la buse 1 comprend des orifices 4 de sortie 15 du carburant répartis autour de l'axe X-X' de la buse 1. L'aiguille 2 ferme et obture successivement ces orifices 4 lors du fonctionnement du moteur. La sortie de chaque orifice 4 est bordée sur l'un de ses côtés par une protubérance 5 dont la surface latérale 6 adjacente à l'orifice 4 forme un angle 20 aigu R avec l'axe 7 de cet orifice (voir figure 2). Dans les moteurs diesel à injection directe les conduits d'admission d'air dans la chambre de combustion sont de forme hélicoïdale adaptée pour créer dans celle-ci une circulation d'air tourbillonnaire, appelée swirl montrée par la flèche F sur la figure 2. 25 Dans ce cas, chaque protubérance 5 est située en aval de l'orifice 4 relativement au sens F de la circulation d'air tourbillonnaire. Grâce à la surface latérale 6 de la protubérance 5, le jet de carburant 8 sortant de l'orifice 4 est dévié selon l'angle R par rapport à l'axe 7 de l'orifice. Dans l'exemple de la figure 1, l'axe 7 de chaque orifice 4 est sensiblement 30 perpendiculaire à la surface extérieure conique de l'extrémité 3 de la buse 1, l'axe 7 de chaque orifice 4 projeté sur un plan perpendiculaire à l'axe X-X' de la buse étant sensiblement radial, comme montré par la figure 2. 2906317 4 L'angle aigu R est de préférence inférieur à 40 . Un angle supérieur à cette valeur en général, n'a plus l'effet recherché de déviation du jet de carburant. Dans l'exemple de la figure 3, l'axe 7 de chaque orifice 4 est tourné dans le sens de la circulation d'air tourbillonnaire F, suivant un angle a par rapport à la 5 direction radiale R. Dans ce cas, la surface latérale 6 de chaque protubérance 5 forme un angle égal à a+R. Dans les versions représentées sur les figures 2 et 3, la déviation des jets de carburant 8 sortant des orifices produite grâce à la surface 6 des protubérances J io crée une déviation des jets qui favorise le mélange du carburant avec l'air venant des conduits d'admission. Ainsi, dans l'exemple de la figure 2 la déviation des jets 8 par effet Coanda s'ajoute à celle induite par le swirl produit par la forme hélicoïdale des conduits d'admission. 15 Dans l'exemple de la figure 3, l'effet de swirl obtenu est encore plus important, car les jets de carburant 8 sont déviés davantage par rapport à la direction radiale. Dans les réalisations représentées sur les figures 1 à 3, les protubérances 5 sont réalisées directement sur la surface extérieure de l'extrémité 3 de la buse 1. 20 Dans l'exemple de la figure 4, les protubérances 5 sont réalisées sur une pièce 9 rapportée sur l'extrémité 3 de la buse, par vissage ou collage. Cette pièce 9 comporte bien entendu des orifices qui sont alignés avec ceux de la buse. REVENDICATIONS 1) Injecteur de carburant pour moteur à combustion interne à injection directe, cet injecteur comportant une buse (1) et une aiguille (2) mobile axialement dans cette buse, l'extrémité (3) de la buse (1) comprenant des orifices (4) de sortie du carburant répartis autour de l'axe (X-X') de la buse (1), caractérisé en ce que la sortie de chaque orifice (4) est bordée sur l'un de ses côtés par une protubérance (5) dont la surface latérale (6) adjacente à l'orifice (4) forme un angle aigu (R) avec l'axe (7) de cet orifice. 2) Injecteur de carburant selon la revendication 1, pour un moteur à combustion interne, dans lequel les conduits d'admission d'air dans la chambre io de combustion sont adaptés pour créer dans celle-ci une circulation d'air tourbillonnaire, caractérisé en ce que ladite protubérance (5) est située en aval de l'orifice (4) relativement au sens (F) de la circulation d'air tourbillonnaire. 3) Injecteur de carburant selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'extrémité (3) de la buse (1) est conique et l'axe (7) de 15 chaque orifice est sensiblement perpendiculaire à la surface extérieure conique de l'extrémité (3) de la buse (1). 4) Injecteur de carburant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe (7) de chaque orifice (4) projeté sur un plan perpendiculaire à l'axe (X-X') de la buse (1) est sensiblement radial. 20 5) Injecteur de carburant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit angle aigu (R) est inférieur à 40 . 6) Injecteur de carburant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe (7) de chaque orifice est tourné dans le sens de la circulation d'air tourbillonnaire par rapport à la direction radiale (R). 25 7) Injecteur de carburant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les protubérances (5) sont réalisées directement sur la surface extérieure de l'extrémité (3) de la buse (1). 8) Injecteur de carburant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les protubérances (5) sont réalisées sur une pièce (9) 30 rapportée sur l'extrémité (3) de la buse (1). 2906317 6 9) Moteur à combustion interne diesel à injection directe équipé d'injecteurs de carburant selon l'une des revendications 1 à 8.