EP0210098B1 - Cylinder head for a fuel injection internal-combustion engine - Google Patents
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Description
L'invention est relative aux culasses qui équipent certains moteurs à combustion et qui comportent, associé à chaque chambre de combustion, au moins un conduit d'admission dans lequel débouche un injecteur de carburant. Chaque conduit étant obturable, au droit de la chambre correspondante, par une soupape à tige, la culasse est généralement coiffée d'un couvre-culasse recouvrant divers organes de commande des soupapes, et notamment un arbre à cames et ses paliers, des culbuteurs et leur axe, des ressorts de rappel des soupapes, et éventuellement des poussoirs. Les injecteurs débouchent chacun dans un conduit d'admission légèrement en amont de la soupape associée.The invention relates to cylinder heads which equip certain combustion engines and which comprise, associated with each combustion chamber, at least one intake duct into which opens a fuel injector. Each duct being closable, to the right of the corresponding chamber, by a stem valve, the cylinder head is generally topped with a cylinder head cover covering various valve control members, and in particular a camshaft and its bearings, rockers and their axis, valve return springs, and possibly pushers. The injectors each open into an intake duct slightly upstream of the associated valve.
Chaque conduit d'admission reliant la chambre correspondante à une tubulure d'admission d'air jointe à la culasse, l'injecteur est habituellement fixé à celle-ci à proximité de la tubulure, ce qui ne permet pas toujours, en particulier quand le conduit est relativement long ou courbe, d'obtenir un jet optimal de carburant, c'est-à-dire un jet dirigé sur la soupape, et suffisamment court pour ne mouiller qu'une faible surface de la paroi du conduit. De plus, l'injecteur étant en contact direct avec la culasse, élément particulièrement chaud du moteur, le carburant qui s'y écoule risque de s'échauffer excessivement, voire de s'évaporer lors d'un arrêt du moteur, ce qui entraîne une importante difficulté de redémarrage de ce dernier.Each intake duct connecting the corresponding chamber to an air intake manifold joined to the cylinder head, the injector is usually fixed to the latter near the manifold, which does not always allow, in particular when the duct is relatively long or curved, to obtain an optimal jet of fuel, that is to say a jet directed at the valve, and short enough to wet only a small surface of the wall of the duct. In addition, the injector being in direct contact with the cylinder head, a particularly hot element of the engine, the fuel which drains there is likely to overheat, or even to evaporate during an engine stop, which causes a significant difficulty in restarting the latter.
Par ailleurs, la culasse portant en général plusieurs injecteurs associés respectivement à plusieurs chambres de combustion et alimentés par des canalisations comprenant en particulier une rampe d'alimentation commune, ces canalisations font parfois l'objet de ruptures à cause des vibrations du moteur auxquelles elles sont soumises et à cause de leur mode de fixation en des points relativement éloignés les uns des autres.In addition, the cylinder head generally carrying several injectors associated respectively with several combustion chambers and supplied by pipes comprising in particular a common supply rail, these pipes are sometimes subject to ruptures because of the vibrations of the engine to which they are subject and because of their method of attachment at points relatively distant from each other.
Les documents ci-dessous illustrent cet état de la technique.The documents below illustrate this state of the art.
Le DE-A-3 037 687 décrit une culasse de moteur à combustion interne, comportant des chambres de combustion à chacune desquelles est associé au moins un conduit d'admission dans lequel débouche un injecteur de carburant et qui est obturable, au droit de la chambre correspondante, par une soupape à tige, un couvre-culasse recouvrant des organes de commande des soupapes, les injecteurs étant alimentés par des canalisations et débouchant chacun dans un conduit d'admission légèrement en amont de la soupape associee.DE-A-3 037 687 describes an internal combustion engine cylinder head, comprising combustion chambers with each of which is associated with at least one intake duct into which opens a fuel injector and which is closable, in line with the corresponding chamber, by a stem valve, a cylinder head cover covering valve control members, the injectors being supplied by pipes and each opening into an intake duct slightly upstream of the associated valve.
Le FR-A-1 019 300 décrit un moteur avec un injecteur qui traverse de façon étanche le couvre-culasse.FR-A-1 019 300 describes an engine with an injector which passes tightly through the cylinder head cover.
Le DE-A-2 833 659 décrit un moteur avec des injecteurs débouchant chacun dans un conduit d'admission qui sont maintenus par la canalisation d'alimentation elle-même fixée sur le conduit d'admission.DE-A-2 833 659 describes an engine with injectors each opening into an intake duct which are held by the supply pipe itself fixed on the intake duct.
L'invention a pour but de réaliser une culasse équipée d'injecteurs qui procurent un jet de carburant optimal et dont l'échauffement ne soit pas excessif, leur alimentation étant assurée par des canalisation fiables.The object of the invention is to produce a cylinder head fitted with injectors which provide an optimal fuel jet and the heating of which is not excessive, their supply being ensured by reliable pipes.
Suivant l'invention, chaque injecteur traverse de façon étanche le couvre-culasse et est maintenu sur celui-ci par la canalisation d'alimentation elle-mêrrie fixée sur le couvre-culasse, et une entretoise annulaire légèrement souple et peu conductrice de la chaleur est enserrée entre la culasse et le couvre-culasse coaxialement à chaque injecteur.According to the invention, each injector sealingly passes through the cylinder head cover and is held thereon by the supply pipe itself fixed on the cylinder head cover, and an annular spacer slightly flexible and not very conductive of heat is clamped between the cylinder head and the cylinder head cover coaxially with each injector.
Selon d'autres particularités avantageuses de l'invention:
- - la canalisation alimentant plusieurs injecteurs sensiblement parallèles entre eux et comportant une rampe sensiblement perpendiculaire aux injecteurs et munie d'embouts tubulaires coaxiaux à ceux-ci et engagés de façon étanche sur leur extrémité extérieure, la rampe est fixée au couvre-culasse par des vis sensiblement parallèles aux injecteurs;
- - le conduit d'admission recevant l'injecteur débouchant sur une face latérale de la culasse, son extrémité obturable par la soupape associée est située, dans la chambre de combustion correspondante, du côté de la face latérale opposée;
- - la culasse portant un arbre à cames qui coopère par l'intermédiaire de poussoirs avec les soupapes associées aux injecteurs, et par l'intermédiaire de culbuteurs avec d'autres soupapes, les injecteurs sont sensiblement parallèles à ces dernières, et le couvre-culasse comporte des portions en forme d'entonnoir contenant chacune l'un des injecteurs, et intercalées chacune, en direction parallèle à l'arbre, entre deux culbuteurs.
- Un exemple non limitatif de réalisation d'une culasse selon l'invention est décrit ci-après, avec référence aux dessins annexés sur lesquels:
- - la Figure 1 est une vue en élévation et en, coupe suivant la ligne 1 - de la Figure 2 d'une culasse de moteur à combustion interne selon l'invention;
- - et la Figure 2 est une vue simplifiée de dessus, avec découpe partielle d'un couvre-culasse.
- - the pipe supplying several injectors which are substantially parallel to each other and comprising a ramp substantially perpendicular to the injectors and provided with tubular end pieces coaxial with the latter and engaged in leaktight manner on their outer end, the ramp is fixed to the cylinder head cover by screws substantially parallel to the injectors;
- - The intake duct receiving the injector opening onto a lateral face of the cylinder head, its end closable by the associated valve is located, in the corresponding combustion chamber, on the side of the opposite lateral face;
- the cylinder head carrying a camshaft which cooperates by means of pushers with the valves associated with the injectors, and by means of rocker arms with other valves, the injectors are substantially parallel to the latter, and the cylinder head cover comprises funnel-shaped portions each containing one of the injectors, and each interposed, in a direction parallel to the shaft, between two rocker arms.
- A nonlimiting example of embodiment of a cylinder head according to the invention is described below, with reference to the accompanying drawings in which:
- - Figure 1 is an elevational view in section along line 1 - of Figure 2 of an internal combustion engine cylinder head according to the invention;
- - And Figure 2 is a simplified view from above, with partial cutting of a cylinder head cover.
On voit sur les Figures une culasse 1 d'un moteur à combustion interne, destinée à recouvrir par sa face inférieure 2 un bloc- cylindres en délimitant avec des pistons plusieurs chambres de combustion 3. Dans chaque chambre 3 débouchent deux conduits d'admission 4, 5 et un conduit d'échappement 6 obturables respectivement de manière usuelle par des soupapes à tige d'admission 7, 8 ou d'echappement (non visible car cachée par la soupape 7 à la Figure 1). A leur extrémité opposée à la chambre 3, les conduits d'admission 4, 5 débouchent dans une première face latérale 9 de la culasse 1, et le conduit d'échappement 6 débouche dans la face opposée 10, en communiquant respectivement avec des tubulures d'admission 11 et d'échappement 12.We see in the Figures a
La soupape d'admission 7 et la soupape d'échappement sont sensiblement perpendiculaires à la face 2 et situées, au-dessus de la chambre 3, du côté de la face latérale 10, et coopèrent chacune avec l'un de deux poussoirs parallèles 13, 14 actionnés respectivement par une came 15 et une came 16 solidaires d'un arbre 17 porté par la culasse 1 parallèlement aux faces 2, 9 et 10.The
La soupape d'admission 8 est notablement inclinée par rapport aux deux autres soupapes et est située, au-dessus de la chambre 3, du côté de la face latérale 9, où elle coopère avec un culbuteur 18 oscillant sur un axe 19 et actionné par une came 20 de l'arbre 17. Cet axe 19 est porté par plusieurs chapeaux de paliers 21 qui maintiennent l'arbre 17 sur des cloisons transversales 22 de la culasse 1.The intake valve 8 is significantly inclined with respect to the other two valves and is located, above the
Chaque soupape est classiquement rappelée sur son siège par un ressort tel que celui 23 correspondant à la soupape 7.Each valve is conventionally returned to its seat by a spring such as that 23 corresponding to the
Un couvre-culasse 24 coiffe la culasse 1 de manière à protéger l'arbre 17 et ses paliers 21, les culbuteurs 18 et leur axe 19 ainsi que les poussoirs 13, 14 et les ressorts.A
Selon l'invention, pour chaque chambre de combustion 3, un injecteur de carburant 25 débouchant dans le conduit d'admission 4 légèrement en amont de la soupape 7 traverse le couvre-culasse 24 par un alésage 26, avec interposition d'une bague d'étanchéité 27, et est maintenu sur le couvre-culasse 24 par une canalisation d'alimentation 28 fixée à ce dernier, et une entretoise annulaire 29 en matériau légèrement souple et bon isolant thermique est enserrée entre la culasse 1 et le couvre-culasse 24 au droit de l'alésage 26, coaxialement à l'injecteur 25.According to the invention, for each
L'injecteur 25, orthogonal à l'arbre 17, est sensiblement parallèle à la soupape 8 et dirigé de façon qu'il procure un jet de carburant J atteignant la soupape 7 à proximité de son siège, en ne mouillant qu'une faible surface de la paroi du conduit 4, ce qui assure un fonctionnement optimal du moteur.The
Un injecteur 25 étant associé à chaque chambre de combustion 3, les injecteurs 25 sont parallèles entre eux et alimentés en carburant par la canalisation 28 qui comporte une rampe 30 perpendiculaire aux injecteurs, munie d'embouts tubulaires latéraux 31 engagés chacun sur l'extrémité extérieure d'un injecteur 25, coaxialement à lui, avec interposition d'une bague, d étanchéité 32. La canalisation 28 est fixée au couvre-culasse 24 par des vis 33 traversant des pattes 34 qui saillent de la rampe 30. Ces vis 33 sont parallèles aux injecteurs 25, de sorte que leur vissage assure le montage coulissant de chaque embout 31 sur l'extrémité extérieure de l'injecteur correspondant 25, au droit de la bague 32, jusqu'à proximité d'une face annulaire 35 de l'injecteur 25, celui-ci étant par suite maintenu axialement entre le couvre-culasse 24 et l'embout 31.An
Chaque alésage 26 est agencé au fond d'une portion creuse 36 du couvre-culasse. Cette portion 36 formant entonnoir, est intercalée, en direction parallèle à l'arbre 17, entre deux culbuteurs 18 associés l'un à la chambre 3, l'autre à une chambre voisine. Cette disposition permet d'approcher de façon optimale l'injecteur 25 de la soupape 7 quoique celle-ci soit éloignée de la face 9 où débouche le conduit associé 4. Cet éloignement est intéressant car il permet aux orifices d'admission dans la chambre 3 (soupapes 7 et 8) d'être à peu près diamètralement opposés, tout en laissant place, sous le conduit 4, à une bougie d'allumage 37 dont les électrodes sont avantageusement situées près du centre de la chambre 3.Each
L'injecteur 25 étant porté par le couvre-culasse 24 et celui-ci étant séparé de la culasse 1 par l'entretoise 29 peu conductrice de la chaleur, l'échauffement de l'injecteur est plus faible que s'il était classiquement fixé directement à la culasse 1. Le risque d'évaporation du carburant dans l'injecteur est donc amoindri. Par ailleurs, la fixation de la rampe 30 sur le couvre-culasse 24 par plusieurs vis 33, qui peuvent être relativement rapprochées, procure à la canalisation 28 une rigidité satisfaisante et une, bonne résistance aux vibrations, d'autant plus que celles-ci sont quelque peu filtrées, au droit du couvre-culasse 24, par l'habituel joint 38 entre ce dernier et la culasse 1 et par les entretoises souples 29.The
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DE102006056043A1 (en) * | 2006-11-28 | 2008-05-29 | Volkswagen Ag | Positioning arrangement for positioning cylinder head cover at cylinder head of internal-combustion engine of motor vehicle, has centering case intervening into gradual recess that is attached to cylinder head |
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JPS6210469A (en) | 1987-01-19 |
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FR2584454A1 (en) | 1987-01-09 |
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