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" Soupape d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne ".
On connaît dessoupapes d'injection pour moteurs à combustion interne, dans lesquelles l'ajutage de la soupape comprend un canal relativement large et long, communiquant à une extrémité avec le siège de soupape et à l'autre extrémité avec un ou plusieurs troua de pulvérisation ( atomisât ion )
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pratiqués dans des directions divergentes dans la tête d'ajutage.
Grâce à ces soupapes à combustible connues, on peut réaliser une injection satisfaisante pendant la période d'injection propre- ment dita, c'est-à-dire lorsque le pointeau de soupape est sou- levé à partir de son siège, mais des études approfondies ont démontré que cette période d'injection n'est pas définie de ma- nière précise ; en carburant continue à se pro- duire par les trous de pulvérisation même après la fermeture de la eoupape, et les essais effectués au moyen d'un stroboscope ont prouvé que cette quantité de carburant supplémentaire four- nie n'est pas pulvérisée, ce qui empêche la combustion complète de la quantité de carburant fournie avec retard.
Il s'ensuit par conséquent une mauvaise utilisation du carburant et des dépôts d'impuretés diverses dans le cylindre, et cette alimen- tation supplémentaire en carburant entraîne donc des inconvé- nients graves.
On a essayé de remédier de diverses manières à ces inconvénients dans d'autres soupapes d'injection connues. Ainsi il est connu que l'on peut monter un anneau de garde autour des trous de la tuyère ou pulvérisateur de la soupape pour em- pêcher qu'un courant d'air ne passe devant ces trous, ce courant d'air emportant, suppose-t-on, une partie du carburant restant dans le ou les canaux à carburant lorsque la soupape est fer- mée. On a proposé en outre d'empêcher " l'égouttement posté- rieur " en réduisant la section droite des canaux à carburant, celui-ci y étant maintenu par action capillaire.
La diminution de section peut être réalisée par exemple au moyen d'un bouchon de remplissage inséré dans une conduite relativement large, ce
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bouchon remplissant en partie la section droite de la conduite, ou par une saillie ou nez prévu sur l'extrémité de la soupape, cette saillie ou nez comblant presque ladite conduite dans la position fermée de la soupape, mais aucun de ces modes de construction connus n'a cependant fonctionné de manière assez satisfaisante pour être très utilisé en pratique.
Le but de la présente invention est d'interdire com- plètement, grâce à des moyens constructionnels simples, l'égout- tement postérieur gênant du carburant, en limitant autant que faire se peut le volume des conduites à carburant et pluspar- ticulièrement l'invention se rapporte à une soupape d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne d'un type dans lequel un pointeau de soupape peut se mouvoir dans un guide, ledit pointeau coopérant avec un siège de soupape sur la sur- face d'un pulvérisateur en forme de plaque fixé sur le guide de soupape et muni d'une ou de plusieurs ouvertures de pulvéri- sation qui sont en communication par une ou plusieurs conduites à carburant avec le siège de soupape.
Le trait caractéristique de cette disposition consiste en ce que, conformément à l'inven- tion, la ou les conduites à carburant, sont non seulement étroi- tes, mais ont une longueur aussi courte que possible du fait que la plaque du pulvérisateur n'est pas sensiblenent plus épaisse qu'il n'est nécessaire afin de résister à la pression de carbu- rant appuyant sur le côté supérieur. Le diamètre de la ou des conduites à carburant est de préférence au plue 1 mm et lorsqu'il faut déterminer l'épaisseur nécessaire de la plaque du pulvéri- satuur, on doit admettre dans les calculs une marge de sécurité raisonnable contre la rupture.
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On a constaté que l'égouttement postérieur du carburant est complètement éliminé par ces mesures, probable- ment à cause des très faibles longueur et volume de la quantité de carburant restant dans la ou les conduites après fermeture de la soupape. On pourrait supposer que simplement l'effet de la soupape fermée était déterminant, nais ainsi qu'on l'a dit auparavant, il a été prouvé, avec les soupapes d'injection connues, que ce n'était pas le cas, probablement parce que la quantité de carburant contenue dans les conduites présente une inertie considérable au moment de la fermeture, tandis qu'en même temps le mouvement brusque de fermeture de la soupape peut provoquer des oscillations de ladite quantité de carburant.
Il est probable que l'effet obtenu dans l'invention est dû au fait que ces forces d'inertie et oscillations ne peuvent sur- monter les forces d'adhésion et de frottement tendant à retenir le carburant dans les conduites.
Mais on peut également imaginer que grâce à la dis- position conforme à l'invention, la ou les conduites puissent être complètement vidées de carburant pendant la fermeture de la soupape. Un facteur favorable, parmi d'autres, consiste en ce que les conduites conformes à l'invention, sont considéra- blement plus courtes que dans les pulvérisateurs connus, tandis qu'en même temps la vitesse du carburant dans la ou les con- duites à carburant même peut être du même ordre qu'au passage des trous du pulvérisateur, soit par exemple 200 m./sec. Cette vitesse considérable en combinaison avec la faible longueur des voies impliqua que le carburant passe au travers du pulvérisateur en un temps très bref, par exemple de l'ordre de 1/20. 000 sec.
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et ce court intervalle de temps, ainsi que l'inertie et la cohésion du carburant peut avoir pour conséquence que les voies sont complètement vidées à la fermeture de la soupape.
Mais il est très probable que la première explication ( réten- tion effective du carburant dans la conduite) est la plus cor- recte.
Un avantage essentiel de la disposition conforme à l'invention est qu'on a trouvé qu'il était possible, sans con- séquences nuisibles, de se dispenser du refroidissement du pul- vérisateur, lorsque les conduites ou canaux à carburant sont construits de la.manière indiquée précédemment.Ceci entraine à son tour que, pour dimensionner le pulvérisateur, on ne doit tenir compte que des forces appliquées, comme on n'a pas besoin de prévoir d'espace de refroidissement avec voies d'alimentation et d'écoulement dans la plaque du pulvérisateur pour le fluide de refroidissement, de sorte que l'épaisseur de ladite plaque du pulvérisateur et par suite la longueur des canaux à carburant peuvent être considérablement réduits par rapport aux autres pulvérisateurs.
Afin de permettre une plus grande réduction encore de l'épaisseur du pulvérisateur, la chambre à carburant entourant le pointeau de soupape dans le guide de soupape peut être, con- formément à l'invention, étranglée en vue de réduire la pression totale de carburant agissant sur le pulvérisateur. L'ouverture de la chambre à carburant avoisinant le pulvérisateur doit cepen- dant être d'un diamètre tel que l'alimentation en carburant à la ou aux conduites de carburant soit suffisamment libre d'obsta- cles.
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D'autres détails de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante en se référant au dessin montrant plusieurs réalisations de la soupape d'injection de carburant conforme à l'invention. Sur ces dessins : - la figure 1 représente la partie inférieure d'une soupape d'injection avec pulvérisateur séparé en forme de plaque; - les figures 2 et 3 montrent une autre réalisation du pulvéri- sateur, vue respectivenent en section transversale et en plan; - et les figures 4 et 5 sont des vues semblables d'une réalisa- tion encore différente du pulvérisateur.
La soupape d'injection représentée sur la figure 1 comprend un pointeau 1 ( partie principale de la soupape ) actionné par un ressort, guidé dans un guide ou douille de pointeau 2 dans lequel existe une chambre à carburant 3, à laquelle parvient le carburant par des canaux, non représentés, pratiqués dans le guide de pointeau 2. Ce guide de pointeau 2 est maintenu en place au moyen d'un manchon de raccord 4 présen- tant un filetage 5, un pulvérisateur 6 étant monté entre le manchon 4 et le guide 2. Une partie de la surface de ce pulvé- risateur est appliquée de manière étanche contre la surface annulaire inférieure du guide 2 ; la surface annulaire de butée, ce pulvérisateur présente un siège de soupape 7 coopérant avec le pointeau 1.
Le guide de pointeau 2 comprenant la chambre à carburant 3 présente, à son extrémité adjacente au pulvérisateur 6, un bord ou rebord 2a faisant saillie intérieurement qui sert à supporter une partie de la pression de carburant, dirigée vers le bas, de la chambre 3, de aorte que la pression de carburant sur la surface du pulvérisateur 6 est réduite
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Partant du siège de aoupape 7, on trouve un canal à carburant 8 qui est en communication à son extrémité infé- rieure avec plusieurs trous divergents 9 de pulvérisation qui sont pratiqués de la manière habituelle dans une tête sphérique sur la partie inférieure du pulvérisateur 6.
Les canaux 8 et 9 comme on le voit, ont une longueur totale plutôt courte et de plus ils sont si étroits que l'alimentation en carburant sera brusquement interrompue lors de la fermeture de la soupape.
Si l'on désire réaliser le refroidissement du pulvé- risateur et du volume de carburant passant au travers lui, le pulvérisateur peut être construit, comme dans la réalisation représentée, avec un espacede refroidissement annulaire 10, qui est en communication,- par des canaux courts 11 et un évidement annulaire 12 dans le pulvérisateur proprement dit, avec un ca- nal d'alimentation 13 et un canal de sortie 14 pour refroidir le liquide, lesquels canaux sont pratiqués dans le guide de soupape 2.
La soupape d'injection représentée sur la figure 1 fonctionne de la manière suivante. Quand on a réalisé dans la chambre 3 une pression suffisamment élevée en alimentant en carburant au travers des canaux pratiqués dans le guide de soupa- pe 2, le pointeau 1 s'élèvera légèrement, par exemple de 0,5 mm contre l'action du ressort d'application; il s'ensuit que le pas- sage du carburant au travers du canal 8 et des trous 9 du pul- vérisateur est ouvert et une fois que la soupape est à nouveau fermée, l'alimentation en carburant pulvérisé est amenée brus- quement à s'arrêter sans que cette période d'injection soit suivie d'alimentation àe carburant par les ouvertures du pulvérisateur,
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dite " égouttement postérieur ".
La surface de la section du canal ou passage 8 est approximativement du même ordre que celle des trous 9 du pulvé- risateur. Il a été cependant démontré que le diamètre du canal 8 ne doit pas dépasser 1 mm environ, car, avec des canaux de plus grand diamètre, il se produirait une alimentation en car- burant à l'état non pulvérisé. Si l'on a besoin d'une surface de section plus grande que celle correspondant à environ 1 mm de diamètre, le pulvérisateur 6 doit présenter davantage de canaux ou perçages 8. Un tel pulvérisateur, qui peut être construit, de même que celui représenté sur la figure 1, avec un espace de refroidissement, est représenté sur les figures 2 et 3.
De même que dans le cas de la figure-1, le pulvérisateur 6 conforme aux figures 2 et3 présente sur sa face dirigée vers le haut un siège de soupape 7 coopérant avec l'extrémité infé- rieure du pointeau 1. Mais, à partir de ce siège de soupape, contrairement à la réalisation conforme à la figure 1, une multiplicité de canaux ou perçages à carburant 8 conduisent à un ou plusieurs trous de pulvérisation 9, lesdits trous de pulvérisation étant placés, d'une manière en soi connue, dans des directions divergentes.
Les figures 4 et 5 montrent un modèle de pulvérisateur encore différent, qui de même que ceux déjà mentionnés, peut présenter un espace de refroidissement pour la circulation d'un fluide à cet effet. Le pulvérisateur 6 est fozmé dans ce cas par une plaque circulaire avec un siège de soupape 7 dirigé vers le haut afin de coopérer avec la soupape à carburant 1, et avec un certain nombre de trous de pulvérisation 9 divergents sur la
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partie inférieure; il eet prévu dans cette plaque un canal ou perçage unique 18 partant du siège de soupape 7 et qui est en communication à son autre extrémité avec les trous de pul- vérisation 9.
Dans l'alésage 18 est prévu un corps ou bouchon de pulvérisation 22 qui est ajusté à l'intérieur et présente à sa surface quatre rainures ou passages 23 formant les canaux à carburant du pulvérisateur, lesdits canaux étant limités en partie par les parois rainurées du bouchon 22 et en partie par la surface de l'alésage 18. Au lieu qu'il soit monté directe- ment dans le pulvérisateur 6, le bouchon peut être monté, ainsi que l'indique la ligne en pointillé de la figure 4, dans un alésage 18 dans un manchon 19 emmanché à chaud ou autrement fixé dans un perçage préalable dans le pulvérisateur. Le man- chon peut présenter un collier 20 à son extrémité supérieure, ce collier s'adaptant dans un évidement 21 du pulvérisateur 6.
Ainsi que l'indique le dessin, le pulvérisateur peut être construit avec une tête à son extrémité inférieure avec les trous de pulvérisation, où il peut être monté dans un trou au fond du pulvérisateur, portant lui-même la tête avec les trous . de pulvérisation.
La disposition représentée sur les figures 4 et 5 peut être également utilisée dans la réparation des pulvérisa- teurs endommagés, ceux-ci étant simplement pourvus d'un alésage pour insérer un bouchon 22 ou bien un manchon 19 avec un bou- chon 22.
Les réalisations représentées sur les figures 2 et 4 peuvent être combinées ensemble, Par exemple, les canaux 8 et 9 de la figure 2 peuvent être formés dans une pièce séparée comme
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le bouchon 22 de la figure 4. Le nombre de rainures ou passages 23 dans le corps de pulvérisateur 22 peut être varié à volonté et les rainures n'ont pas besoin non plus d'avoir la section représentée. En outre, dans certains cas, il peut être intéres- sant que ces rainures ne soient pas parallèles à l'axe du corps 22, mais aient par exemple une forme spiralée.
Ainsi qu'on l'a déjà dit, l'invention n'est pas limi- tée aux réalisations représentées, le principe étant seulement que les canaux 8 et 9 soient formés et dimensionnés de manière à éviter une alimentation en carburant à l'état non pulvérisé ou non complètement pulvérisé. A titre d'exemple, le pulvérisa- teur peut comprendre une partie en forme de plaque comme le pulvérisateur 6, muni de canaux droitsdivergents partant du siège de soupape. Cette disposition correspond à des canaux 6 et trous de pulvérisation 9 de la figure 2 mutuellement indé- pendants, en prolongement direct les uns avec les autres.