Brevet FR3055371A1 — publié le 20180302

DP-323131 CORPS DE BUSE D'INJECTEUR DE CARBURANT DOMAINE TECHNIQUE Cette invention est relative à un injecteur de carburant dont les trous d'injection sont conformés de sorte à améliorer l'homogénéisation des jets du carburant pulvérisés. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Dans un moteur à combustion interne, le carburant sous pression éjecté via les trous d'injection d'un injecteur forme des jets en plumeau qui se déploie dans une chambre de compression de manière à repartir axisymétriquement le carburant dans ladite chambre. L'écoulement dans les trous d'injection est une source permanente de recherche dans le but d'atteindre un compromis optimum entre vitesse, forme du jet, pénétration et remplissage de la chambre. Les trous sont globalement cylindrique de section circulaire ou ovale. Existent également des trous de sections évoluant lentement de sorte à avoir une section longitudinale en léger diabolo, voire des trous dont la face latérale est pourvue d'obstacles séparés ou encore de trous réalisés en plusieurs portions chacune séparée de la suivante par une micro marche annulaire destinée à perturber le flux du carburant injecté en créant des turbulences permettant de nettoyer la surface des trous. Grossi plus de 1000 fois on trouve également dans la littérature des trous de section triangulaire ou en forme de tête de chat. La pression croissante, l'augmentation du nombre des trous et la diminution de leur taille, contribuent à former des jets pulvérisés de plus en plus fins et pénétrants mais dont l'axisymétrie est perturbée par la géométrie interne de la buse d'injection. RESUME DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés précédemment en proposant une solution simple et économique. Notamment l'invention concerne un corps de buse d'un injecteur de carburant, le corps s'étendant selon un axe principal depuis une extrémité large jusqu'à une extrémité en pointe formant buse d'injection. Le corps a une paroi périphérique définissant 3055371 2 un alésage intérieure adapté à recevoir une aiguille de vanne, le corps étant pourvu de trous d'injections s'étendant au travers de la paroi de l'extrémité en pointe, chaque trou s'étendant selon un axe secondaire depuis une bouche d'entrée ouvrant dans l'alésage intérieure jusqu'à une bouche de sortie ouvrant dans la face 5 extérieure de la paroi. De plus, avantageusement, au moins un des trous d'injection est pourvu dans sa face latérale d'au moins une gorge s'étendant selon l'axe secondaire du trou ladite gorge formant une échancrure périphérique dans la bouche de sortie. De plus, la longueur de la gorge est limitée à la zone proximale à de 10 bouche de sortie. De plus, ladite longueur n'excède pas 300um et de préférence est de l'ordre de 100um. De plus, la profondeur de la gorge augmente en s'approchant de la bouche de sortie. 15 De plus, la profondeur de la gorge au niveau de la bouche de sortie n'excède pas 20um et est de préférence de l'ordre de 10um. De plus, dans la bouche de sortie, l'échancrure a une section semi-circulaire ou rectangulaire ou triangulaire. De plus, tous les trous d'injection sont pourvus dans leur face latérale 20 d'au moins une gorge s'étendant selon l'axe secondaire du trou, ladite gorge formant une échancrure périphérique dans la bouche de sortie. De plus, un secteur angulaire limité de la bouche de sortie est pourvu d'échancrures. De plus, le trou d'injection est pourvu d'une pluralité de gorges formant 25 échancrures, les gorges étant equiréparties au pourtour de la bouche de sortie. L'invention s'étend de plus à un injecteur de carburant pourvu d'une buse dont le corps est selon l'un quelconque des paragraphes précédentes. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 30 D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: La figure 1 est une section axiale d'un injecteur de carburant. 3055371 3 Les figures 2 et 3 représentent deux différents modes de réalisation de bouche de sortie des trous d'injection de l'injecteur de la figure 1. Les figures 4 à 7 sont plusieurs schémas de possibilités illustrant différentes bouches de sortie des trous d'injection de l'injecteur de la figure 1. 5 DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Un injecteur 10 de carburant diesel représenté en section axiale X1 en figure 1 s'étend selon l'axe principal X1 depuis une tête d'injecteur représentée en haut de la figure et où se trouve agencés un connecteur électrique, une entrée pour 10 le carburant et, une sortie de retour du carburant, jusqu'à une buse d'injection 12 située à l'extrémité basse opposée. De très nombreux injecteurs existent et, le mode de réalisation particuliers de la figure 1 n'est qu'un exemple non limitatif de l'invention qui peut être appliquée à tous types injecteurs de carburant. 15 L'injecteur 10 de la figure 1 dont le fonctionnement général est connu, comprend dans une description selon le sens arbitraire de haut en bas de la figure 1 un ensemble actionneur 14, une vanne de contrôle 16 et une buse assemblée 18. La buse assemblée 18 comprend un corps de buse 20 ayant une paroi périphérique 22 en étage définissant un espace intérieur ouvert à une extrémité 20 haute et pourvue à l'extrémité basse de trous d'injection 24 s'étendant au travers de la paroi latérale entre l'espace intérieur et la face extérieure de la paroi et, par lesquels, en utilisation, du carburant sous pression est injecté dans une chambre de compression d'un moteur à combustion interne. Une aiguille de vanne 26 est agencée axialement X1 guidée coulissante 25 dans ledit espace interne et est mobile entre une position fermée PF, ou position basse, et une position ouverte PO, ou position haute. L'aiguille s'étend axialement X1 depuis une tête jusqu'à une pointe coopérant avec une face complémentaire de l'intérieur de la paroi 22 du corps de buse de sorte à former une vanne 28 et, en position ouverte PO la pointe de l'aiguille est levée de ladite face complémentaire 30 et le carburant sous pression est injecté via les trous 24 et, en position fermée PF de l'aiguille la pointe et la surface complémentaire sont en contact étanche empêchant tout passage de carburant. 3055371 4 L'injecteur 10 est pourvu de plusieurs trous d'injection 24 chacun s'étendant selon un axe secondaire X2 qui lui est propre et qui forme un angle de l'ordre de 75° à 82,5° avec l'axe principal Xl, l'ensemble des axes secondaires étant répartis en étoile et s'inscrivant dans un cône. Un injecteur diesel typique 5 comprend environ de six à douze trous d'injection, chacun d'un diamètre de section de l'ordre de 80 um à 150 um, les trous s'étendant au travers de la paroi de 0,5 à 1 mm d'épaisseur depuis une bouche d'entrée 30 située du côté de l'espace intérieur jusqu'à une bouche de sortie 32 s'ouvrant dans la face extérieure de ladite paroi. 10 La bouche de sortie 32 d'un trou d'injection est représentée en figure 2 et, à partir d'un trou de section circulaire ou ovale ladite bouche de sortie présente des échancrures 34. Celles-ci sont créées par des gorges 36 creusées dans la face latérale du trou 24 et s'étendant selon l'axe secondaire X2. Dans le mode de réalisation présenté les dix-huit gorges 36 s'étendent sur une longueur L mesurée 15 entre un point de départ 38 intérieur au trou jusqu'à la bouche de sortie 32, les gorges représentées ont une section individuelle semi-circulaire et une profondeur croissante depuis le point de départ 38 à l'intérieure du trous où, les gorges sont de profondeur nulle et se raccordent à la face latérale du trou, jusqu'à la bouche de sortie 32 où elle forme une échancrure 34 à la périphérie de ladite bouche de sortie 20 32. Dans une configuration classique de trous 24 d'environ 115 um de diamètre, les gorges 36 forment des échancrures 34 de profondeur de 5um à 15um. Ces échancrures 34 ont montrés lors de modélisation numériques que ne se formaient pas, selon une section de sortie qui serait circulaire, des ondes de 25 pression perturbatrices du jet de carburant. Par rapport au mode de réalisation présenté figure 2, de nombreuses alternatives peuvent être dérivées. Ainsi, la longueur L des gorges peut être très courte, de l'ordre de grandeur de la profondeur de l'échancrure, ou bien au contraire beaucoup plus longue, voire de la longueur complète du trou, les gorges 30 étant alors de profondeur quasiment constante et débouchant aux deux extrémités du trou. De plus, si toutes les gorges de la figure 2 ont la même longueur, dans des alternatives, les gorges peuvent être réalisées de longueurs différentes en alternant 3055371 5 par exemple une gorge longue avec une gorge courte, ou bien en concentrant sur des gorges longues sur une moitié du trou opposée à l'autre moitié où ne sont que des gorges courtes. Dans une alternative présentée en figure 3 les gorges 36 ne sont pas 5 equiréparties au pourtour de la bouche de sortie mais concentrées sur une moitié seulement dudit pourtour, l'autre moitié n'ayant pas de gorges. Dans des variantes non représentées, un trou d'injection peut n'avoir qu'une seule gorge, celle-ci pouvant être courte ou longue, ou plusieurs gorges réparties sur un secteur angulaire restreint du pourtour de la bouche de sortie. 10 Les figures 4 à 7 illustrent quatre bouches de sorties, parmi une infinité de possibilité, ces quatre profils variant le nombre d'échancrure, de quatre à huit, la forme des échancrures, triangulaires, rectangulaire ou encore semi-circulaire. LISTE DES REFERENCES UTILISEES 15 X1 axe principal X2 axe secondaire PO position ouverte PF position fermée L longueur 20 10 injecteur 12 buse d'injection 14 ensemble actionneur 16 vanne de contrôle 25 18 buse assemblée 20 corps de buse 22 paroi périphérique 24 trous d'injection 26 aiguille 30 28 vanne 30 bouche d'entrée 32 bouche de sortie 34 échancrure