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Dispositif d'injection de combustible pour moteurs à combustion interne.
La présente invention concerne des perfectionnements aux systèmes ou dispositifs d'injection de combustible pour moteurs à combustion interne.
Un des buts de l'invention est de fournir une variante de l'injecteur de combustible décrit au brevet belge N 429. 889
Dans le brevet belge en question, on a décrit un système d'injection dans lequel un injecteur de combustible est pourvu dtun pointeau pour commander l'écoulement du combustible par la tuyère, et le pointeau est ouvert par la pression du comhustible agissant sur un piston d'ouverture, laquelle pression
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du combustible est maintenue continuellement; le pointeau est fermé par l'application d'une pression de fluide, au moment désiré de fermeture, sur un piston de fermeture capable de surmonter l'action du piston d'ouverture. Dans cette construction, le piston d'ouverture et le passage vers l'orifice de jet de combustible sont soumis à la même pression de fluide.
La disposition inverse a également été proposée, savoir : demaintenir la pression sur le piston de fermeture continuelle- ment et de faire varier la pression périodiquement sur le piston d'ouverture qui devait avoir une surface effective plus grande que le piston de fermeture.
Suivant la présente invention, dans un système d'injection dans lequel on utilise un injecteur de combustible comportant un orifice de jet de combustible et une soupape pour celui-ci, commandée par un piston d'ouverture et un piston de fermeture, et dans lequel la pression sur le piston d'ouverture est modifiée périodiquement pour déterminer l'ouverture et la fermeture de la soupape, on a prévu un ressort d'ouverture pour aider l'action d'ouverture du piston d'ouverture.
Le piston d'ouverture peut avoir une surface effective égale à celle du piston de fermeture ou plus petite que celleci. La pression de fermeture peut être appliquée par l'arrivée continue de combustible au piston de fermeture et le piston de fermeture peut être en communication avec un passage conduisant au siège de soupape de l'orifice de jet de combustible. Le piston d'ouverture n'est pas alors en communication directe avec le passage conduisant au siège de soupape et à l'orifice de jet de combustible. Comme dans le cas du brevet antérieurement cité, la soupape est fermée par la pression de combustible tandis que la pression est maintenue encore complètement au siège de la soupape.
L'invention comprend en outre, danc un système d'injection de combustible dans lequel il est fait usage d'un injecteur comportant un orifice de jet de combustible et une()soupape
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pour celui-ci, pourvue d'un piston d'ouverture et d'une liaison venant d'un distributeur pour celui-ci, de telle façon que la soupape est ouverte par l'application périodique de pression sous la commande du distributeur vers le piston d'ouverture, la disposition d'une soupape auxiliaire d'obturation dans un passage à combustible conduisant au jet de combustible,
soupape d'obturation qui est soumise à l'action de la pression sus dite provenant du distributeur de telle sorte que la soupape en broche ouvre le passage lorsque le distributeur applique la pression au piston d'ouverture et le ferme lorsque la pression du distributeur est supprimée ou diminuée sur ce piston. Cette pression est coupée du siège de soupape et de l'orifice de jet immédiatement après que la soupape est fermée et n'est pas réappliquée jusqu'à ce que l'application de pressàon au piston d'ouverture déplace la soupape d'obturation lorsque la soupape à l'orifice de jet doit être ouverte de nouveau, et on évite ainsi toute fuite non désirée du combustible dans le cylindre du moteur à des périodes où l'injection est supposée être coupée.
On trouvera ci-dessous une description, à titre d'exemples, de constructions suivant la présente invention, avec référence aux dessins annexés dans lesquels:
La fig. 1 est une coupe longitudinale dans un injecteur ne présentant pas de soupape d'obturation auxiliaire.
La fig. 2 est une vue semblable d'un autre injecteur fonctionnant suivant le même principe qu'à la fig.l, mais pourvu d'une soupape d'obturation auxiliaire.
Sil'on se reporte à la fig. l, l'injecteur de combustible comprend un corps 11 pourvu d'un forage axial central 12 Au corps 11 on a fixé par un écrou de raccordement 13 une tuyère 14 comportant à son bout des orifices de jet de combustible 15 et un siège 16 derrière les extrémités internes deces ouvertures 15, siège sur lequel un pointeau 17 est destiné à se fermer. Le pointeau 17 s'adapte exactement dans la tuyère 14
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et est pourvu de rainures 18 pour diminuer les fuites.
Autour de l'extrémité du pointeau, entre la partie cylindrique qui s'adapte dans le forage de la tuyère et le siège 16, il y a une partie élargie 19 dans le trou intérieur de la tuyère 14 pour constituer une chambre de pression, et de celle-ci lors- que le pointeau est ouvert, du combustible peut s'écouler par les orifices de jet 15 dans le cylindre du moteur.
A l'intérieur du corps 11 se trouve un écrou de réac- tion 20 contre lequel prend appui un ressort 21 et ce dernier s'appuie également contre un organe de pression à épaulement 22 qui à son tour prend appui par l'intermédiaire d'une bille 23 sur la tige 24 du pointeau 17. De cette manière, le res- sort tend à maintenir le pointeau fermé.
On a fixé au corps 11 au moyen d'un écrou 25 une pièce de commande 26 qui contient une chambre de commande 27. La chambre de commande 27 comporte un forage cylindrique, coaxial aux autres pièces de la tuyère d'injection, dans lequel fonc- tionne un piston de commande 28. Le pis ton 28 porte une tige de piston 29 (obturant la chambre 27) qui passe vers le bas à travers l'écrou de réaction 20 et s'appuie par la tige 30 sur l'arrière de l'organe de pression à épaulement 22. Les pièces 28,29 et 30 peuvent être des pièces séparées, si on le désire, pour éviter les difficultés dues au problème consistant à obtenir une concentricité exacte de tous les différents forages.
Entre le prolongement de commande 26 et l'oreane de réaction 20, on a inséré une rondelle élastique 31 pour empê- cher l'organe de réaction de se dévisser sous l'effet des vi- brations tout en lui permettant de rester dans n'importe quelle position désirée donnée par réglage, de façon que la pression effective du ressort 21 puisse être modifiée.
Coaxialement par rapport à l'extrémité du prolongement de commande 26, on a placé un nipple 32 pour la liaison à un tuyau d'alimentation pour du combustible sous la pression @
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d'injection. Il est à remarquer que cette pression agit sur le piston 28 dans une direction tendant à fermer le pointeau 17 par l'intermédiaire des tiges de piston 29 et 30 et de l'organe de pression 22. Au moyen des passages 33,34 et 35, forés respectivement dans la pièce de commande 26, le corps d'injec- teur 11 et la tuyère 14, l'huile combustible est transportée vers la chambre de pression 19 située derrière le siège 16 du pointeau.
A l'intérieur de la chambre de commande @7 se trouve un fort ressort 36 qui agit sur le piston 28 dans une direction s'opposant à la pression de feremeture du combustible d'injection et la contrebalaçaht partiellement. Dans le côté du prolongement de commande 26, on a pratiqué un passage 37 qui est relié par un connecteur 38 à un tuyau de distributeur.
Il est à remarquer que le connecteur 38 entoure l'extérieur cylindrique du prolongement de commande 26 de façon serrée et comporte un bossage fileté 39 d'un côté, dans lequel se trouve un nipple 40 à double cône de telle façon qu'une extrémité filetée appropriée du tuyau distributeur peut être aisément accouplée à celui-ci de manière étanche à la pression. Le passage 37 conduit dans la chambre de commande 27.
La face du piston 28 qui bute sur le ressort 36 constitue un piston d'ouverture qui a toutefois une surface effective plus petite que l'autre face qui constitue un piston de fermeture . Toutefois, par suite de l'aide du ressort 36 si une pression est appliquée par un distributeur, au moyen du passage 37 au piston d'ouverture, cette pression sera suffisante pour obliger le pointeau 17 à ouvrir la pression d'injection, l'action sur le pointeau 17 étant suffisante pour surmonter la résistance offerte par l'ouverture 12.
Le pointeau 17 lui-même a une certaine surface, comme on le voit au dessin, surface qui agit pour aider le piston d'ouverture à ouvrir le pointeau, mais les surfaces combinées effectives prises ensemble n'atteignent pas la surface de la face de 71
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fermeture du piston 28 et le ressort 36 remplit par conséquent une fonction essentielle en assurant l'ouverture du pointeau contre la pression continuelle du combustible dans la direction de la fermeture.
On n'a prévu aucun ressort de fermeture agissant sur le piston 28 vu que le combustible sous pression agissant continuellement sur le piston 28 dans la direction de fermeture tend à tous moments à presser le piston vers le pointeau 17.
Un orifice de sortie pour les fuites est prévu en 41 et cet orifice peut être muni d'un nipple et d'une liaison vers un tuyau d'évacuation si on le désire.
Le distributeur et les liaisons de fourniture de combustible peuvent fonctionner de la manière décrite au brevet belge antérieur ? 429.889 sauf que les soupapes et le mécanisme de commande du distributeur sont modifiés de telle fa- çon que la pression est appliquée par l'intermédiaire du passage 37 à partir du distributeur chaque fois que l'injection doit se produire, au lieu que la pression soit appliquée pendant les périodes au cours desquelles l'injection doit être empêchée.
On remarquera par conséquent que (pourvu que la pression convenable de combustible soit disponible), chaque fois que l'injection doit se produire, le pointeau 17 est obligé de s'ouvrir par l'application de pression par le passage 37 et que lors que l'injection doit se terminer, cette pression est supprimée ou diminuée, ce qui permet au pointeau 17 de se fermer sous l'influence de la pression de combustible appliquée par l'intermédiaire du nipple 32 et sous l'influence du ressort 31. Sous tous les autres rapports, la commande peut être effectuée comme on l'a décrit au brevet belge antérieur N 429.889, et la présente invention fournit par conséquent une variante d'injecteur par rapport à celui décrit dans ce brevet antérieur.
Dans l'injecteur représenté à la fig. 1 des dessins, la pression de combustible est maintenue continuellement dans/,.la
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chambre de pression 19 et le siège 16 est par conséquent le seul moyen d'empêcher les fuites de combustible dans le cylin- dre du moteur à des moments autres que ceux où l'injection doit se produire, mais dans le brevet belge antérieur N 429. 889 on à décrit une soupape d'obturation auxiliaire qui est action- née par la pression du distributeur de façon à empêcher la pression au siège du pointeau d'être appliquée aux moments où ce n'est pas nécessaire.
Une soupape d'obturation auxiliaire remplissant ce but peut également "étre prévue suivant la présente invention et la construction de la fig.2 montre cette disposition.
Suivant la fig. 2, la construction comprend un corps de tuyère 50 auquel on a fixé par un éorou de raccordement 13 une tuyère 14 semblable à celle de la fig. 1 et contenant un poin- teau 17 Le pointeau 17 est fermé par un ressort 21 agissant par l'intermédiaire d'un organe de pression 22 et soutenu par un écrou de réaction 20 comme on l'a décrit antérieurement.
Deplus, le corps de tuyère 50 est pourvu d'un passage à com- bustible 34 communiquant avec un passage 35 dans la tuyère, également comme on lta décrit précédemment.
Dans la construction représentée à la fig. 2, le corps d'injecteur 50 est élargi excentriquement à l'extrémité supé- rieure, comme on l'a indiqué au dessin en 51, et la partie de commande de l'injecteur, au lieu d'être maintenue sur l'extré- mité de celui-ci comme la pièce 26 à la fig, 1, est constituée par une partie de commande cylindrique 52 qui est enfermée dans la partie élargie 51 et y est maintenue par un tampon vissé 53 sur lequel un nipple 54 est formé pour la liaison à la source de combustible sous pression.
La pièce de commande 52 contient une chambre de comman- de 27 comme on l'a décrit plus haut et un piston 28 qui reçoit l'action d'un ressort d'ouverture 36. Il y a en plus une liai- son latérale 39 pour un nipple d'un tuyau d'alimentation de distributeur, et la construction générale et le fonctionnement @
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des pièces sont semblables à ceux décrits précédemment. Dans le c8té de la pièce de commande 52 qui, par suite de sa disposition excentrique forme un prolongement latéral de l'organe de commande vers un côté de l'axe du piston 28, on a prévu un forage transversal 55 contenant une soupape en broche 56. La soupape d'obturation auxiliaire 56 est ouverte sous la pression dans la chambre de commande 27 et est déplacée contre cette pression au moyen d'un ressort de rappel 57.
Au lieu du ressort 57 on peut prévoir une communication venant du passage 59 de telle façon que la soupape est ramenée par la pression du combustible. La soupape d'obturation auxiliaire comporte vers le milieu de sa longueur une rainure circonf érencielle 58 qui est disposée de telle façon que lorsque la pression dans la chambre 27 refoule la soupape en arrière contre le ressort 57, la rainure est amenée en correspondance avec un passage de combustible 59 qui est formé dans la pièce de commande 52 et sert à relier l'alimentation de haute pression à travers le tampon 53 aux passages de combustible 34 et 35 mentionnés précédemment. Lorsque le distributeur applique la pression dans la connexion 39 pour obliger le pointeau à s'ouvrir,
la soupape d'obturation auxiliaire est refoulée en arrière et permet à la pression de combustible provenant du nipple 54 d'atteindre le siège du pointeau 17. A d'autres moments le ressort 57 presse la soupape 56 vers la chambre centrale 27 et coupe la pression de la partie inférieure du passage 59.En même temps un méplat 60 à la partie inférieure de la soupape 56 sert à relier le passage 59 à un passage d'évacuation 61 dans la pièce de commande 52, lequel passage d'évacuation conduit à l'espace central autour de la tige de piston 29.
On remarquera que la tige de piston 29 passe à travers l'écrou de réaction 20 avec un jeu, de sorte que les fuites passant le long du pointeau 17 peuvent également arriver le long de la tige de piston 29 dans le même espace que celui vers lequel le passage de fuite 61 débite le combustible venant éventelle-
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ment de la soupape en broche 56. Il est nécessaire de prévoir des mesures pour que ces fuites soient éliminées de la tuyère et ceci est réalisé de la manière suivante:
Une rondelle de bourrage 62 est prévue entre le prolongement de commande 52 et le fond de la cavité du corps 50 dans laquelle le prolongement 52 est placé. Le prolongement 52 est refoulé contre cette rondelle de bourrage au moyen du bouchon vissé 53 indiqué précédemment.
La rondelle de bourrage est toutefois de diamètre un peu plus petit que la face plate sur laquelle elle repose de sorte qu'un passage annulaire pour le combustible est prévu autour de celle-ci. Un canal radial 63 dans le corps 50, en-dessous de la rondelle de bourrage 62, relie l'espace central situé autour de la tige de piston 29 au passage annulaire et un canal 64 créé dans la périphérie du prolongement 52 relie le passage annulaire entourant la rondelle 62 au trou de la soupape en broche au-delà du passage 59. Un autre canal 65, d'un coté du trou de la soupape en broche, assure la communication avec l'espace dans lequel le ressort 57 est logé et 'de là il y a un passage de fuite 66 qui peut, si on le désire, être relié par un nipple approprié à un tuyau d'évacuation.
Si la soupape 56 est ramenée par la pression de combustible et non par le ressort 57, l'évacuation doit être placée ailleurs, par exemple comme l'orifice de'sor- tie 41 à la fig. 1.
En vue d'empêcher la soupape 56 de tourner dans la construction représentée de telle fagon que le méplat 60 cesse de correspondre avec les passages 59 et 61, elle possède une tige 67 qui est pourvue d'un méplat d'un coté et une vis non représentée au dessin s'appuie sur ce méplat et empêche ainsi la rotation.
Dans le fonctionnement du dispositif, on voit que l'application de la pression dans la chambre de pression 27 ne sert pas seulement à ouvrir le pointeau 17 mais également à
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ouvrir par poussée la soupape en broche 56 ce qui laisse/entrer
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la pression dans la chambre 19. Dès que cette pression est coupée, la soupape 56 est poussée et relie la chambre de pression 19 à l'orifice de fuite de sorte que la pression de combustible est empêchée d'agir sur le siège du pointeau 17, excepté aux moments où le pointeau doit rester ouvert en vue de l'injection.
Le pointeau 17 se ferme en pratique contre la pleine pression de combustible dans la chambre 19 et la soupape 56 coupe cette pression immédiatement lors de la fermeture, mais pas avant, parce que cette soupape ne peut pas se mouvoir pour modifier la connexion tant que la pression dans la chambre de commande 27 n'est pas tombée en-dessous de celle qui est nécessaire pour soutenir le pointeau 17 ouvert.
Lorsque les soupapes sont ouvertes, par suite de la légèreté de la soupape en broche et du fait qu'elle a une grande face de pression comparée à son poids et à la force de son ressort, elle s'ouvre même plus rapidement que le pointeau 17 de sorte qu'il n'y a pas de retard entre l'ouverture du pointeau et le commencement de l'injection. Ceci est encore aidé par le fait qu'à la phase de l'ouverture, jusqu'à ce que la soupape 56 soit ouverte, l'effet de la pression d'ouverture sur le pointeau 17 lui-même, qui tend à aider la pression d'ouverture sur le piston 28, ne peut se produire.
La construction et le fonctionnement du pointeau conformément à la présente invention sont particulièrement avantageux par suite du fait que la pièce de commande contenant le piston de fonctionnement 28 peut être enlevée par l'arrière du corps de tuyère 11 sans que cela dérange la tuyère d'injection 14 ou sans qu'il soit nécessaire de démonter les éléments in- termédiaires. En outre la quantité de combustible nécessaire pour faire fonctionner les pièces au moyen de la connexion de distributeur 39 est très petite et par conséquent une quantité minime de fluide entrant par la connexion de distributeur oblige le pointeau à s'ouvrir et la libération de cette minime
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quantité l'oblige à se fermer,
ce qui assure un fonctionnement
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rapide et évite de grandes fluctuations de fluide dans les conduites de pression et les pièces reliées à celles-ci.
Bien que dans le système décrit ci-dessus, les pistons d'ouverture et de fermeture soient actionnés par du combustible sous la pression d'injection, il doit être bien entendu que ces pistons pourraient être actionnés conformément à la présente invention par un autre fluide que le combustible, fonctionnant si on le désire sous une autre pression; dans ce cas la dimension des pistons et la force du ressort seront modifiées de façon à procurer les forces nécessaires pour actionner les pièces.
Dans une autre variante de construction, au lieu de relier le passage 33 à l'espace situé derrière la face de piston de fermeture du piston 28 (fig. 1) il peut être relié à la chambre de commande 27. Dans ce cas si le passage s'ouvre dans la paroi juste au-dessus de la face de piston d'ouverture du piston 28, lorsque la soupape 17 est fermée, le piston 28 ooupera le combustible du passage 34 et agira comme une sorte de soupape d'obturation auxiliaire.
R e v e n d i c a t i o n s .
-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-oI/ Un système d'injection de combus tible comprenant un injecteur de combustible qui comporte un orifice de jet de combusti- . ble et une soupape pour celui-ci, commandée par un piston d'ouverture et un piston de fermeture, et dans lequel la pression sur le piston d'ouverture est modifiée périodiquement pour déterminer l'ouverture et la fe¯remture de la soupape, caractérisé par la disposition d'un ressort d'ouverture pour aider l'action d'ouverture du piston d'ouverture.
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Fuel injection device for internal combustion engines.
The present invention relates to improvements to fuel injection systems or devices for internal combustion engines.
One of the aims of the invention is to provide a variant of the fuel injector described in Belgian patent N 429. 889
In the Belgian patent in question, an injection system has been described in which a fuel injector is provided with a needle to control the flow of fuel through the nozzle, and the needle is opened by the pressure of the fuel acting on a piston opening, which pressure
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fuel is maintained continuously; the needle is closed by applying fluid pressure, at the desired closing moment, to a closing piston capable of overcoming the action of the opening piston. In this construction, the opening piston and the passage to the fuel jet port are subjected to the same fluid pressure.
The reverse arrangement has also been proposed, namely: to maintain the pressure on the closing piston continuously and to vary the pressure periodically on the opening piston which should have an effective area greater than the closing piston.
According to the present invention, in an injection system in which a fuel injector is used comprising a fuel jet orifice and a valve therefor, controlled by an opening piston and a closing piston, and in which the pressure on the opening piston is changed periodically to determine the opening and closing of the valve, an opening spring has been provided to aid the opening action of the opening piston.
The opening piston may have an effective area equal to or smaller than that of the closing piston. The shut-off pressure can be applied by the continuous supply of fuel to the shut-off piston and the shut-off piston may be in communication with a passage leading to the valve seat of the fuel jet port. The opening piston is then not in direct communication with the passage leading to the valve seat and the fuel jet port. As in the case of the previously cited patent, the valve is closed by fuel pressure while the pressure is still fully maintained at the valve seat.
The invention further comprises, in a fuel injection system in which use is made of an injector having a fuel jet port and a () valve.
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for the latter, provided with an opening piston and a connection from a distributor therefor, so that the valve is opened by the periodic application of pressure under the control of the distributor to the opening piston, the arrangement of an auxiliary shut-off valve in a fuel passage leading to the fuel jet,
shut-off valve which is subjected to the action of the aforesaid pressure coming from the distributor so that the spindle valve opens the passage when the distributor applies pressure to the opening piston and closes it when the pressure from the distributor is removed or reduced on this piston. This pressure is shut off from the valve seat and jet port immediately after the valve is closed and is not reapplied until the application of pressure to the opening piston moves the shutter valve when the valve at the jet port must be reopened, thereby preventing any unwanted leakage of fuel into the engine cylinder at times when injection is expected to be shut off.
Below is a description, by way of example, of constructions according to the present invention, with reference to the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is a longitudinal section through an injector which does not have an auxiliary shut-off valve.
Fig. 2 is a similar view of another injector operating on the same principle as in fig.l, but provided with an auxiliary shut-off valve.
If we refer to fig. 1, the fuel injector comprises a body 11 provided with a central axial bore 12 To the body 11 was fixed by a connecting nut 13 a nozzle 14 having at its end fuel jet orifices 15 and a seat 16 behind the internal ends of these openings 15, seat on which a needle 17 is intended to close. Needle 17 fits exactly in nozzle 14
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and is provided with grooves 18 to reduce leakage.
Around the end of the needle, between the cylindrical part which fits in the borehole of the nozzle and the seat 16, there is an enlarged part 19 in the inner hole of the nozzle 14 to constitute a pressure chamber, and Therefrom when the needle is opened, fuel can flow through the jet ports 15 into the engine cylinder.
Inside the body 11 is a reaction nut 20 against which a spring 21 bears and the latter also bears against a shoulder pressure member 22 which in turn bears through the intermediary of a spring. a ball 23 on the rod 24 of the needle 17. In this way, the spring tends to keep the needle closed.
Was fixed to the body 11 by means of a nut 25 a control part 26 which contains a control chamber 27. The control chamber 27 comprises a cylindrical bore, coaxial with the other parts of the injection nozzle, in which func - actuates a control piston 28. The udder 28 carries a piston rod 29 (closing the chamber 27) which passes downward through the reaction nut 20 and is supported by the rod 30 on the rear of the shoulder pressure member 22. The pieces 28, 29 and 30 can be separate pieces, if desired, to avoid difficulties due to the problem of obtaining exact concentricity of all the different boreholes.
Between the control extension 26 and the reaction hole 20, a spring washer 31 has been inserted to prevent the reaction member from unscrewing under the effect of vibrations while allowing it to remain in it. any desired position given by adjustment, so that the effective pressure of the spring 21 can be changed.
Coaxially with respect to the end of the control extension 26, a nipple 32 has been placed for connection to a supply pipe for fuel under pressure @
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injection. It should be noted that this pressure acts on the piston 28 in a direction tending to close the needle 17 by means of the piston rods 29 and 30 and of the pressure member 22. By means of the passages 33, 34 and 35 , drilled respectively in the control part 26, the injector body 11 and the nozzle 14, the fuel oil is transported to the pressure chamber 19 located behind the seat 16 of the needle.
Inside the control chamber @ 7 is a strong spring 36 which acts on the piston 28 in a direction opposing the closing pressure of the injection fuel and partially counterbalancing it. In the side of the control extension 26, a passage 37 has been made which is connected by a connector 38 to a distributor pipe.
Note that the connector 38 tightly surrounds the cylindrical exterior of the control extension 26 and has a threaded boss 39 on one side, in which there is a double-cone nipple 40 so that a threaded end A suitable distributor hose can easily be coupled to it in a pressure-tight manner. The passage 37 leads into the control chamber 27.
The face of the piston 28 which abuts on the spring 36 constitutes an opening piston which, however, has a smaller effective area than the other face which constitutes a closing piston. However, as a result of the aid of the spring 36 if a pressure is applied by a distributor, by means of the passage 37 to the opening piston, this pressure will be sufficient to force the needle 17 to open the injection pressure, the action on needle 17 being sufficient to overcome the resistance offered by opening 12.
The needle 17 itself has some area, as seen in the drawing, which area acts to help the opening piston open the needle, but the actual combined areas taken together do not reach the surface of the face of the needle. 71
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closing of the piston 28 and the spring 36 therefore performs an essential function in ensuring the opening of the needle against the continual pressure of the fuel in the direction of closing.
No closing spring acting on the piston 28 has been provided since the pressurized fuel continuously acting on the piston 28 in the closing direction tends at all times to press the piston towards the needle 17.
An exit port for leaks is provided at 41 and this port may be provided with a nipple and a connection to a discharge pipe if desired.
Can the distributor and the fuel supply links operate as described in the earlier Belgian patent? 429.889 except that the valves and the control mechanism of the distributor are altered such that pressure is applied through passage 37 from the distributor whenever injection is to occur, instead of pressure be applied during periods when injection is to be prevented.
It will therefore be noted that (provided that the correct fuel pressure is available), each time injection is to occur, the needle 17 is forced to open by the application of pressure through passage 37 and that when the injection must end, this pressure is removed or reduced, which allows the needle 17 to close under the influence of the fuel pressure applied through the nipple 32 and under the influence of the spring 31. Under all other ratios, the control can be carried out as described in the earlier Belgian patent No. 429,889, and the present invention therefore provides an injector variant over that described in this earlier patent.
In the injector shown in fig. 1 of the drawings, the fuel pressure is continuously maintained in /,.
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pressure chamber 19 and seat 16 is therefore the only way to prevent fuel leaks into the engine cylinder at times other than when injection is to occur, but in earlier Belgian patent N 429 889 An auxiliary shut-off valve has been described which is actuated by pressure from the distributor so as to prevent pressure at the needle seat from being applied at times when it is not needed.
An auxiliary shut-off valve fulfilling this purpose may also be provided in accordance with the present invention and the construction of Fig. 2 shows this arrangement.
According to fig. 2, the construction comprises a nozzle body 50 to which a nozzle 14 similar to that of FIG. 1 and containing a needle 17 The needle 17 is closed by a spring 21 acting through a pressure member 22 and supported by a reaction nut 20 as previously described.
In addition, the nozzle body 50 is provided with a fuel passage 34 communicating with a passage 35 in the nozzle, also as described above.
In the construction shown in FIG. 2, the injector body 50 is eccentrically widened at the upper end, as shown in the drawing at 51, and the control part of the injector, instead of being held on the end. - mited of the latter like the part 26 in FIG, 1, is constituted by a cylindrical control part 52 which is enclosed in the widened part 51 and is held there by a screwed plug 53 on which a nipple 54 is formed for connection to the source of pressurized fuel.
The control piece 52 contains a control chamber 27 as described above and a piston 28 which receives the action of an opening spring 36. In addition there is a lateral link 39. for a nipple of a distributor supply pipe, and the general construction and operation @
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parts are similar to those previously described. In the side of the control part 52 which, due to its eccentric arrangement forms a lateral extension of the control member towards one side of the axis of the piston 28, there is provided a transverse bore 55 containing a spindle valve 56. The auxiliary shut-off valve 56 is opened under the pressure in the control chamber 27 and is moved against this pressure by means of a return spring 57.
Instead of the spring 57 it is possible to provide a communication coming from the passage 59 so that the valve is returned by the pressure of the fuel. The auxiliary shut-off valve has about the middle of its length a circumferential groove 58 which is so arranged that when the pressure in the chamber 27 pushes the valve back against the spring 57, the groove is brought into correspondence with a fuel passage 59 which is formed in control part 52 and serves to connect the high pressure supply through buffer 53 to the aforementioned fuel passages 34 and 35. When the distributor applies pressure in connection 39 to force the needle to open,
the auxiliary shut-off valve is forced back and allows the fuel pressure from the nipple 54 to reach the seat of the needle 17. At other times the spring 57 presses the valve 56 towards the central chamber 27 and cuts the valve. pressure of the lower part of the passage 59 At the same time a flat 60 at the lower part of the valve 56 serves to connect the passage 59 to a discharge passage 61 in the control part 52, which discharge passage leads to the central space around the piston rod 29.
Note that the piston rod 29 passes through the reaction nut 20 with play, so that leaks passing along the needle 17 can also arrive along the piston rod 29 in the same space as that towards. which the leakage passage 61 discharges the fuel possibly coming from
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of the spindle valve 56. It is necessary to provide measures for these leaks to be eliminated from the nozzle and this is done as follows:
A stuffing washer 62 is provided between the control extension 52 and the bottom of the body cavity 50 in which the extension 52 is placed. The extension 52 is forced against this stuffing washer by means of the screwed plug 53 indicated above.
The stuffing washer is, however, somewhat smaller in diameter than the flat face on which it rests so that an annular fuel passage is provided around it. A radial channel 63 in the body 50, below the stuffing washer 62, connects the central space located around the piston rod 29 to the annular passage and a channel 64 created in the periphery of the extension 52 connects the annular passage surrounding the washer 62 at the pin valve hole beyond passage 59. Another channel 65, on one side of the pin valve hole, provides communication with the space in which the spring 57 is housed and From there there is a leakage passage 66 which can, if desired, be connected by a suitable nipple to a drain pipe.
If the valve 56 is returned by the fuel pressure and not by the spring 57, the discharge must be placed elsewhere, for example as the outlet 41 in FIG. 1.
In order to prevent the valve 56 from rotating in the construction shown such that the land 60 ceases to correspond with the passages 59 and 61, it has a rod 67 which is provided with a land on one side and a screw. not shown in the drawing is based on this flat and thus prevents rotation.
In the operation of the device, it can be seen that the application of pressure in the pressure chamber 27 not only serves to open the needle 17 but also to
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push open the pin valve 56 which lets / enter
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the pressure in the chamber 19. As soon as this pressure is cut off, the valve 56 is pushed and connects the pressure chamber 19 to the leakage port so that the fuel pressure is prevented from acting on the seat of the needle 17 except at times when the needle must remain open for injection.
Needle 17 effectively closes against full fuel pressure in chamber 19, and valve 56 shuts off that pressure immediately upon closing, but not before, because this valve cannot move to change the connection as long as the pressure in the control chamber 27 has not fallen below that necessary to support the open needle 17.
When the valves are open, due to the lightness of the spindle valve and the fact that it has a large pressure face compared to its weight and the force of its spring, it opens even faster than the needle 17 so that there is no delay between the opening of the needle and the start of the injection. This is further aided by the fact that in the opening phase, until the valve 56 is opened, the effect of the opening pressure on the needle 17 itself, which tends to aid the release. opening pressure on piston 28 cannot occur.
The construction and operation of the needle according to the present invention are particularly advantageous due to the fact that the control piece containing the operating piston 28 can be removed from the rear of the nozzle body 11 without disturbing the nozzle. injection 14 or without it being necessary to remove the intermediate elements. Further the amount of fuel required to operate the parts by means of the distributor connection 39 is very small and therefore a minimal amount of fluid entering through the distributor connection forces the needle to open and the release of this minimal.
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quantity forces it to close,
which ensures a functioning
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fast and avoids large fluctuations of fluid in the pressure lines and the parts connected to them.
Although in the system described above the opening and closing pistons are actuated by fuel under the injection pressure, it should be understood that these pistons could be actuated in accordance with the present invention by another fluid. as fuel, operating if desired under another pressure; in this case, the size of the pistons and the force of the spring will be modified so as to provide the forces necessary to actuate the parts.
In another variant construction, instead of connecting the passage 33 to the space behind the closing piston face of the piston 28 (fig. 1) it can be connected to the control chamber 27. In this case if the passage opens in the wall just above the opening piston face of piston 28, when valve 17 is closed, piston 28 will shut off fuel from passage 34 and act as a sort of auxiliary shut-off valve .
R e v e n d i c a t i o n s.
-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-oI / A fuel injection system comprising a fuel injector which has a fuel jet orifice. ble and a valve therefor, controlled by an opening piston and a closing piston, and in which the pressure on the opening piston is periodically changed to determine the opening and closing of the valve, characterized by providing an opening spring to aid the opening action of the opening piston.