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" perfectionnements aux soupapes d'injection de combustible pour moteurs à combustion interne ".
La présente invention se réfère à des soupapes à combus- tible de moteurs à combustion interne faisant usage de l'in- jection solide du combustible et du type disposant d'une tuyè- re d'injection de combustible à chenal d'injection central; la partie supérieure de la tuyère a une surface plane colla- borant avec la surface plane terminale de la botte de la sou- pape pour former joint étanche à l'huile et un siège plat col- laborant avec une surfaee plane terminale d'une tige de sou- pape guidée uniquement dans le passage de la botte de la sou-
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pape et s'ouvrant automatiquement sous la pression de l'huile, la surface plane terminale de la tige de la soupape formant un angle droit avec l'axe de la tige.
Les soupapes de l'espèce sont connues dans diverses con- structions, notamment dans les brevets américain 1.58.134 et allemand 448.708.
Selon le brevet Américain N 1.568.134 la surface termi- nale plane de la tige de soupape collabore avec le fond plat d'un réduit oentral de la tuyère qui a la forme d'un cône tronqué. Pour empêcher que la surface terminale de la tige ne vienne heurter trop rudement le fond plat qui forme le siè- ge de soupape, on a muni la tige d'un épaulement qui engage la surface supérieure de la tuyère de manière à absorber la plus grande partie de la poussée se donnant lors de la fer- meture de la soupape et à protéger la surface terminale de la tige de soupape , de façon que cette dernière ne soit pas dé- formée.
Cet arrangement présente l'inconvénient, tout d'abord d'être coûteux, parce qu'il exige un réglage très exact des diverses surfaces oollaborantes pour obtenir l'effet désiré et ensuite parce que cet effet disparaît rapidement dans la pratique, en partie du fait que les diverses parties sont chauffées inégalement et ensuite du fait de l'inégalité de l'usure des deux paires de surfaces collaborantes différentes.
Dans le dispositif de soupapes décrit par la brevet alle- mand 448.708, l'extrémité terminale plane de la tige de sou- pape collabore avec la surface supérieure plane de la tuyère d'injection, la dite surface plane supérieure engageant en même temps, la surface terminale plane de la botte de soupape.
Cette construction a été mise sur pied pour porter remède aux inconvénients que l'on rencontre avec les soupapes coniques par auite de la pression latérale (avec comme conséquence une
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usure inégale et le ooulage en résultant) résultant de l'exis- tence d'une excentricité des axes de la tige de soupape et du siège l'un par rapport à l'autre les conséquences de ces in- exactitudes des axes étant supprimées par le fait que la sur- face terminale plane de la tige de soupape engage la surface terminale plane supérieure de la tuyère en dépit d'une légère excentricité entre tuyère et tige de soupape.
Ce dernier mode de construction présente toutefois un in- convénient sérieux du fait que pendant la marehe du moteur, la tige vient heurter le siège de la soupape chaque fois que cette dernière se ferme, ce qui provoque une légère déforma- tion, à la fois de la tige et du siège. La tige vient ainsi s'user progressivement dans la surface supérieure de la tuyè- re et, d'une façon analogue, la surface terminale de la tige s'use, à 1'exception de la partie centrale correspondant au chenal oentral de la tuyère, partie qui fait de plus en plus saillie sur le restant de la surface terminale. Après avoir servi pendant quelque temps et avoir été soumise aux déforma- tions ci-dessus mentionnées, la soupape à combustible doit être démontée en vue d'inspection et de nettoyage.
Lors du remon- tage de la soupape, il se peut qu'il ne soit pas possible de réaliser de façon sûre l'alignement requis de la tuyère sur la tige de soupape par les procédés connus. Si, à cette oc- casion, la tuyère prend par rapport à la tige une position autre que la position originale,il en résulte que la surface terminale de la tige rencontre l'arête du réduit de la soupa- pe formée par l'usure et se trouvant maintenant disposé ex- centriquement par rapport à la tige. De même, le saillant cen- tral formé sur la surface terminale de la tige de soupape par suite de sa déformation, rencontre l'arête du siège de sou- pape. Ces deux conditions provoquent le manque d'étanchéité de la soupape.
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Conformément à la présente invention, on évite les incon- vénients des constructions connues des types de soupapes dé- crits en munissant la partie supérieure de la tuyère d'une soupape à combustible du type décrit, d'une projection ou sail- lant qui guide la tuyère de sorte que lors du montage de la soupape dans la botte de soupape, la tuyère est centrée sur le passage de la botte; on arrive ainsi à ce résultat qu'après chaque démontage et remontage de la soupape, la tige rencon- tre toujours le même endroit du siège te la tuyère.
La sur- face guideuse entourant le saillant de la tuyère est de pré- férence une surface cylindrique d'un diamètre égal à la partie inférieure du passage de la botte de soupape, de sorte que le saillant, pendant que l'on fixe la tuyère vient pénétrer dans le passage et guide ce dernier tandis que la direction axiale du saillant est perpendiculaire à l'extrémité plane du siège de soupape de la tuyère. Le saillant est entouré de la sorte par une surface plane annulaire d'où il résulte que la tuyère forme joint étanche à l'huile avec la surface plane terminale de la botte de la soupape. Le saillant guideur de la tuyère peut être limité à son sommet par une face plane parallèle à la dite surface annulaire et serrant, si on le veut, simul- tanément de siège de soupape pour la surface terminale plane de la tige de soupape.
L'inTention est représentée par le dessin ci-joint qui montre, dans les figures 1-3 des coupes en élévation de trois formes de construction du dispositif de soupape.
Dans la figure 1, la référence 1 désigne la botte de sou- pape, la référence 2 la tige de soupape; la référence 3 la tuyère injectrice et la référence 4 un écrou-douille qui serre la tuyère sur la boite . La surface inférieure de cette der- nière est rodée de manière à former une face annulaire plane 5 perpendiculaire à l'axe de son passage 6 qui guide la tige
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2. La tuyère 3 a une surface annulaire plane 7 correspondant à la surface 5.
Au milieu de sa partie supérieure, la tuyère porte un saillant à surface guideuse eylindrique 8 et limitée au sommet par une surface plane 15 parallèle à la surface an- nulaire 7. La tige 2 a un diamètre plus faible à sa partie in- férieure 9 qui se termine par un cône 9a à surface terminale plane 10 faisant un angle droit avec l'axe de la tige 2.Quand la soupape est fermée, la surface terminale plane 10 engage la surface plane 15 dont la partie centrale forme le siège de soupape de la tuyère 3. Cette cornière présente un passage central 11 à la partie supérieure duquel se trouve un 'vase- ment lla conique et il s'en détache un certain nombre de pas- sages atomiseurs 12 qui mènent à la chambre de combustion.
En correspondance avec l'évasement lla du passage 11, la surface terminale de la tige 2 présente un réduit 13.
Le diamètre de la surface guideuse cylindrique 8 de la
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tuyère.;' correspond au 'd1amMre,-,dè.'J..;. iHà%'ii,Ó,j!n"fl'\1eûrê !-"lt;':du passage de la botte de la soupape, de sorte que quand la tuyère 3 est fixée sur la boite, elle est centrée sur le pas- sage 14. Il résulte de ce dispositif que quand la soupape a fonctionné pendant un certain temps et que quand la tige de soupape et le siège se sont usés l'un sur l'autre jusqu'à un certain point,la tuyère est chaque fois, quand on l'enlève et la replace, centrée de manière que la surface terminale 10 de la tige collabore de nouveau avecle siège de soupape usé dans la surface plane supérieure 15 du saillant.
Dans la figure 2, on s'est servi des mêmes références pour désigner les mêmes pièces que celles de la figure 1. La tuyère 3 est pourvue comme dans la figure 1 d'un saillant à surface guideuse cylindrique 8. La surface terminale du sail- lant est toutefois divisée en deux parties par un réduit an- nulaire 16, la partie annulaire extérieure formant la limite supérieure de la surface guideuse cylindrique 8, tandis que la partie intérieure 17 forme le siège de soupape proprement
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dit qui a le même diamètre que la surface plane 10 de la tige de soupape, cette surface 10 'engageant le siège en position fermée de la soupape, Grâce à cette construction,
on évite que l'usure se produisant entre tige et siège ne donne nais- aance à des arêtes qui pourraient plus tard nuire à l'étan.. ohéité.
Conformément à la figure 3 où les mêmes références dési- gnent les mêmes parties que dans les figures 1 et 2, le siège de soupape 17 qui a le même diamètre que la surface plane terminale 10 de la tige de soupape forme la surface terminale d'un saillant spécial 19 limité latéralement par une surface conique se terminant par une surface plane annulaire 18 limi- tant la surface guideuse 8 à son extrémité supérieure. Le som- met de la tuyère adopte ainsi une forme en gradins.Le siège de soupape 17 peut toutefois être simplement délimité par une simple surface conique allant jusqu'à la surface guideuse cy- lindrique 8.
L'invention n'est pas limitée aux constructions représen- tées par les dessins qui ne sont données qu'à titre d'exemple, afin de montrer le principe de l'invention.
REVENDICATIONS.
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"Improvements to fuel injection valves for internal combustion engines".
The present invention relates to fuel valves of internal combustion engines making use of solid fuel injection and of the type having a central injection channel fuel injection nozzle; the top of the nozzle has a flat surface co-operating with the end flat surface of the valve boot to form an oil-tight seal and a flat seat collab- orating with a flat end surface of a stem valve guided only in the passage of the boot of the valve
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valve and opening automatically under the pressure of the oil, the terminal flat surface of the valve stem forming a right angle with the axis of the stem.
Valves of this kind are known in various constructions, notably in US Patents 1,58,134 and German Patents 448,708.
According to US Patent No. 1,568,134 the flat end surface of the valve stem collaborates with the flat bottom of a central reduction of the nozzle which has the shape of a truncated cone. To prevent the end surface of the stem from striking too hard against the flat bottom which forms the valve seat, the stem has been provided with a shoulder which engages the upper surface of the nozzle so as to absorb the larger part. part of the thrust given when the valve is closed and to protect the end surface of the valve stem, so that the latter is not deformed.
This arrangement has the disadvantage, first of all of being expensive, because it requires very exact adjustment of the various working surfaces to obtain the desired effect and secondly because this effect disappears quickly in practice, partly due to that the various parts are heated unevenly and then due to the uneven wear of the two pairs of different collaborating surfaces.
In the valve device described by German patent 448,708, the flat terminal end of the valve stem collaborates with the flat upper surface of the injection nozzle, said upper flat surface at the same time engaging the valve stem. flat end surface of the valve boot.
This construction was set up to remedy the drawbacks encountered with conical valves due to lateral pressure (resulting in a
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uneven wear and resulting ooulage) resulting from the existence of an eccentricity of the axes of the valve stem and of the seat with respect to each other the consequences of these inaccuracies of the axes being eliminated by the fact that the planar end surface of the valve stem engages the upper planar end surface of the nozzle despite a slight eccentricity between the nozzle and the valve stem.
The latter method of construction has, however, a serious drawback in that during the engine running, the stem strikes the seat of the valve each time the latter closes, which causes a slight deformation, at the same time. rod and seat. The rod thus gradually wears out in the upper surface of the nozzle and, in a similar fashion, the end surface of the rod wears, with the exception of the central part corresponding to the central channel of the nozzle. , part which protrudes more and more on the remainder of the terminal surface. After serving for some time and being subjected to the above deformations, the fuel valve should be disassembled for inspection and cleaning.
When reassembling the valve, it may not be possible to reliably achieve the required alignment of the nozzle to the valve stem by known methods. If, on this occasion, the nozzle assumes a position with respect to the stem other than the original position, the end surface of the stem meets the edge of the valve reduction formed by wear. and now being disposed eccentrically to the rod. Likewise, the central protrusion formed on the end surface of the valve stem as a result of its deformation meets the ridge of the valve seat. These two conditions cause the valve to leak.
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In accordance with the present invention, the drawbacks of known constructions of the types of valves described are avoided by providing the upper part of the nozzle with a fuel valve of the type described, with a projection or protrusion which guides. the nozzle so that when mounting the valve in the valve boot, the nozzle is centered on the passage of the boot; we thus arrive at this result that after each disassembly and reassembly of the valve, the rod always meets the same place of the seat and the nozzle.
The guiding surface surrounding the protrusion of the nozzle is preferably a cylindrical surface of a diameter equal to the lower part of the passage of the valve boot, so that the protrusion, while the nozzle is fixed enters the passage and guides the latter while the axial direction of the projection is perpendicular to the flat end of the valve seat of the nozzle. The protrusion is thus surrounded by an annular flat surface whereby the nozzle forms an oil-tight seal with the terminal flat surface of the valve boot. The guide protrusion of the nozzle may be limited at its top by a planar face parallel to said annular surface and, if desired, clamping simultaneously from valve seat to the planar end surface of the valve stem.
The intention is represented by the accompanying drawing which shows, in Figures 1-3, sectional elevations of three forms of construction of the valve device.
In FIG. 1, reference numeral 1 designates the valve boot, reference numeral 2 the valve stem; reference 3 is the injector nozzle and reference 4 is a sleeve nut which clamps the nozzle to the box. The lower surface of the latter is lapped so as to form a flat annular face 5 perpendicular to the axis of its passage 6 which guides the rod.
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2. The nozzle 3 has a planar annular surface 7 corresponding to the surface 5.
In the middle of its upper part, the nozzle carries a protrusion with a cylindrical guide surface 8 and limited at the top by a flat surface 15 parallel to the annular surface 7. The rod 2 has a smaller diameter at its lower part 9. which ends in a cone 9a with a planar end surface 10 forming a right angle with the axis of the stem 2.When the valve is closed, the planar end surface 10 engages the planar surface 15, the central part of which forms the valve seat of the nozzle 3. This angle has a central passage 11 at the top of which is a conical vessel 11a and a number of atomizer passages 12 are detached therefrom which lead to the combustion chamber.
In correspondence with the flare 11a of the passage 11, the end surface of the rod 2 has a reduction 13.
The diameter of the cylindrical guide surface 8 of the
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nozzle .; ' corresponds to 'd1amMre, -, dè.'J ..;. iHà% 'ii, Ó, j! n "fl' \ 1eûrê! -" lt; ': from the passage of the valve boot, so that when the nozzle 3 is fixed on the box, it is centered on the pitch - wise 14. It follows from this device that when the valve has been operating for a certain time and when the valve stem and the seat have worn on each other to a certain point, the nozzle is each once, when removed and replaced, centered so that the end surface 10 of the stem again cooperates with the worn valve seat in the upper planar surface 15 of the protrusion.
In FIG. 2, the same references have been used to designate the same parts as those of FIG. 1. The nozzle 3 is provided as in FIG. 1 with a projecting with a cylindrical guide surface 8. The end surface of the sail - lant is however divided into two parts by an annular reduction 16, the outer annular part forming the upper limit of the cylindrical guide surface 8, while the inner part 17 forms the valve seat properly
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said which has the same diameter as the flat surface 10 of the valve stem, this surface 10 'engaging the seat in the closed position of the valve, Thanks to this construction,
this prevents the wear occurring between the rod and the seat from giving rise to ridges which could later adversely affect the seal.
According to Figure 3 where the same references denote the same parts as in Figures 1 and 2, the valve seat 17 which has the same diameter as the terminal planar surface 10 of the valve stem forms the end surface of the valve stem. a special protrusion 19 limited laterally by a conical surface terminating in an annular flat surface 18 limiting the guide surface 8 at its upper end. The top of the nozzle thus takes on a stepped shape. However, the valve seat 17 can simply be delimited by a simple conical surface extending to the cylindrical guide surface 8.
The invention is not limited to the constructions represented by the drawings which are given only by way of example, in order to show the principle of the invention.
CLAIMS.
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