EP0715069A1 - Jupe de dispersion de carburant, pour injecteur d'un moteur à injection - Google Patents

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EP0715069A1
EP0715069A1 EP95402704A EP95402704A EP0715069A1 EP 0715069 A1 EP0715069 A1 EP 0715069A1 EP 95402704 A EP95402704 A EP 95402704A EP 95402704 A EP95402704 A EP 95402704A EP 0715069 A1 EP0715069 A1 EP 0715069A1
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EP
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skirt
downstream
injector
fuel
partition
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Michael Pontoppidan
Bruno Covin
Jean-Christophe Lucas
Christophe Preterre
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Regie Nationale des Usines Renault
Marelli France SAS
Original Assignee
Renault SAS
Regie Nationale des Usines Renault
Magneti Marelli France SAS
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    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/08Thermoplastics

Definitions

  • the invention relates to a skirt for dispersing the fuel which it receives from a multi-jet injector, preferably a twin-jet, and which is transferred into two air intake ducts, separated from one another. by a partition, for supplying a combustion chamber of an internal combustion engine supplied with fuel by injection, and in particular an engine having at least two intake valves per combustion chamber, the injector being arranged substantially between the air ducts, and the skirt having a generally tubular shape and being disposed in the partition, downstream of the injector which it accommodates at least partially in its upstream part, having a shape of revolution preferably, while that at least its downstream part forms two fuel passages, in communication with one another towards the inside of the skirt, each opening into one of the two air ducts respectively through an outlet orifice, and demarcated between two side walls opposite of the skirt.
  • a partition for supplying a combustion chamber of an internal combustion engine supplied with fuel by injection, and in particular an engine having at least two intake valves per combustion chamber, the injector being arranged substantially between
  • European patent application EP-A-0 544 978 describes a skirt of this type, produced in the form of an adapter piece which is removably mounted directly in the cylinder head of the engine, and more precisely in a housing provided partly in a partition for forming and separating the two air ducts in the cylinder head of the engine.
  • This skirt comprises, at its downstream end, a central partition element, which integrates with the partition for forming and separating the air ducts in the cylinder head to extend it, when the removable skirt is placed in the cylinder head, and this central partition element is pierced with a communication opening between the air ducts, at the outlet of the fuel passages of the skirt.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks, and in particular to propose a fuel dispersion skirt, usable as an active diffuser of the fuel coming from the injector, to ensure better preparation of the air-fuel mixture than that which is obtained with a skirt of the type described in EP-A-0 544 978.
  • Another object of the invention is to propose a fuel dispersion skirt which is better suited to the various requirements of the practice than those known, and in particular which can be mounted on a manifold or an intake manifold, moreover, of conventional structure.
  • the invention provides a dispersion skirt of the type presented above, which is characterized in that at least near the outlet openings of the fuel passages, each of the opposite side walls of the skirt is gradually thinned bevel thickness and / or width decreasing from upstream to downstream to its free downstream edge, thin blade, and in which is provided a concave notch with concavity turned downstream.
  • the concave indentations in the free edges in thin strips of the opposite walls of the skirt allow the energy contained in the air flow in the adjacent conduits to tear off films of fuel coming from the edges of the bevels, so an excellent preparation of the air-fuel mixture is ensured.
  • Concave openings with concavity facing downstream are certainly presented by the skirt described in EP-A-0 544 978.
  • the concave openings are made in the skirt only to clear access to the communication opening made in the central partition element, and to make sure that this skirt does not protrusion in the two air ducts, and does not cause a pressure drop detrimental to the flow of air in these ducts.
  • the free edges downstream of the side walls do not have the form of thinned and indented blades, in the manner of a whistle, so that the skirt described in EP-A-0 544 978 cannot ensure the correct diffusion of the fuel in the air which is obtained thanks to the specific shape of the skirt of the invention. This good diffusion results, according to the invention, from the presence of the concave notches in the edges of thinned blades of the opposite side walls of the skirt.
  • the dispersion skirt of the invention is advantageously such that each side wall has, upstream of the corresponding concave notch, an area of its internal face intended to be struck by one respectively of the fuel jets coming from the injector.
  • the skirt thus produced obtained by adapting its geometry, and in particular its length, to the injector, and in particular to the angle of separation or divergence between the fuel jets leaving the injector, provides an effect post-spray, using the thinned trailing edge of the blades as a post-diffuser.
  • the post-spraying zone is thus brought closer to the intake valve or valves, and an angular refocusing of the fuel jets leaving the injector is obtained by their deflection by the side walls.
  • This structure has the advantages of minimizing the formation of films of liquid fuel on the wall in the extension, called a chapel, of the intake duct in the cylinder head, in the vicinity of the intake valve seat or seats, and of providing more high insensitivity to a variation in the separation angle between the fuel jets leaving the injector.
  • the dispersion skirt may be relatively shorter than in the above variant and / or cooperate with a twin-jet injector for which the angle of separation between the jets is relatively smaller, so that the skirt can let the fuel jets pass freely in the space between its side walls, up to the outlet openings of the passages of fuel, which open into the two air ducts, limiting the post-spraying effect to cases where a liquid film of fuel is formed on the walls of the skirt.
  • the bevels of the opposite side walls can delimit between them a passage of constant cross section or, preferably, a diverging passage from upstream to downstream, but in no case this passage must be convergent downstream, to obtain the good diffusion of fuel sought.
  • Each fuel passage can be delimited between one respectively of the opposite lateral walls of the skirt and the partition separating the air ducts, but it is also possible, as known from EP-A-0 544 978, that each passage of fuel is defined between one of the side walls and a central partition element of the skirt, at its downstream end, to separate the two fuel passages from one another as well as the two ducts air.
  • the bevels of the opposite side walls are formed at the downstream end portion of a central bore, preferably of revolution of the skirt.
  • the bevels of the opposite side walls be formed by a divergent downstream part of a central bore of the skirt.
  • the divergent downstream part of the central bore can be connected to a neck, preferably of revolution, and of smaller cross section of this bore, by a substantially radial shoulder, according to a first variant, or can gradually diverge. from the neck of the bore, according to a second variant.
  • the skirt is in one piece with an element of air intake pipe, comprising at least two air ducts associated with a combustion chamber, and extending between a flange for connection to a plenum of tubing and a flange for fixing to the cylinder head of the engine, flanges in which the conduits each open respectively by an inlet orifice at its upstream end and by an outlet orifice at its downstream end, the skirt being integrated into a partition for forming and separating the two conduits.
  • skirts being provided for each combustion chamber of the engine, all the skirts can be, in accordance with the invention, integrated in the air intake manifold to the engine, this manifold having a body made in one part provided with skirts each supporting the corresponding injector, and so that the tubing is presented as a pre-assembled and preset component, fixing directly on the cylinder head of the engine.
  • the skirt according to the invention can also be removably mounted in an element of air intake pipe as defined above, in which case the skirt is attached in a housing formed in a partition for forming and separating the two conduits.
  • the skirt according to the invention can also be removably mounted in a housing formed in a partition for forming and separating the two air ducts directly in the cylinder head of the engine.
  • Figures 1 to 3 show an air intake manifold element 1, at least partially made of metal or preferably, molded in one piece from a synthetic material such as a thermoplastic, for the supply of air to 'A cylinder or a combustion chamber of an internal combustion engine, supplied with fuel by injection, and of the type comprising for example at least two intake valves per cylinder or combustion chamber.
  • a synthetic material such as a thermoplastic
  • the tubing element 1 comprises two air ducts 2 and 3 formed substantially side by side in its body 4, and separated from each other by a partition 5 which delimits them in their adjacent parts.
  • Each of the two conduits 2 and 3 is bent, in this example, and extends from a flange 6 of connection to a plenum of tubing (not shown), and in which the duct 2 or 3 opens through an inlet orifice at its upstream end, to a flange 7 for attachment to the cylinder head of the engine, and in which the duct 2 or 3 opens through its outlet orifice 8 at its downstream end.
  • the flange 7 has holes 9 for passage of members for fixing the tubing element 1 to the cylinder head of the engine so that each of the two outlet orifices 8 of the air ducts 2 and 3 is directly opposite the 'respectively one of the two intake valves of the cylinder or of the associated combustion chamber (e).
  • the flange 6 has holes 10 for passage of fixing members on the plenum.
  • the tubing can comprise four tubing elements 1 mounted side by side between a common plenum, to which each of them is fixed by its flange 6, and the cylinder head of the motor, to which each is fixed by its flange 7.
  • the cylinder or the combustion chamber associated with each pipe element 1 is supplied with fuel by an injector, the silhouette of which is shown at 11 in FIGS. 2 and 3, and which is of the multi-jet type , and, in this example, of the twin-jet type, that is to say delivering the fuel in the form of two jets diverging from each other, and each intended to be introduced into one of the two air ducts 2 and 3.
  • an injector the silhouette of which is shown at 11 in FIGS. 2 and 3
  • the twin-jet type that is to say delivering the fuel in the form of two jets diverging from each other, and each intended to be introduced into one of the two air ducts 2 and 3.
  • the injector 11 is engaged and supported by its end delivering the two fuel jets in a tubular skirt 12, disposed in the partition 5 to ensure the dispersion of the fuel which it receives from the injector 11, thus mounted substantially between the two conduits 2 and 3, and the transfer of this fuel to the two air conduits 2 and 3, under conditions suitable for guaranteeing good preparation of the air-fuel mixture for entry into the cylinder head of the engine.
  • the skirt 12 is in one piece with the tubing element 1, because it is integrated into the partition 5, by being formed directly in the latter by a substantially cylindrical central bore 13, of substantially axis parallel to the axes of the downstream parts of conduits 2 and 3 (see Figures 2 and 3).
  • the part 14 of the upstream end of the bore 13 has a shape of revolution preferably, of enlarged section, forming a seat for the injector 11, while downstream of the injector 11, the central and downstream parts of the bore 13 are of a substantially constant section.
  • the skirt 12 is formed by two opposite side walls 15, each of which is progressively thinned by a bevel 16 of thickness and / or width decreasing from upstream to downstream, up to its free downstream edge 17 in thin strip, which has a concave notch 18 with concavity turned downstream and substantially symmetrical with respect to the median diametral plane of the bore 13, corresponding to the section plane III-III of the Figure 2.
  • the opposite side walls 15 delimit two fuel passages 19, in communication with one another in the bore 13 inside the skirt 12, and each opening in one of the conduits 2 and 3 respectively. an outlet 20.
  • Each outlet orifice 20 is delimited between the notch 18 of one of the bevels 16 and a central partition element 21 with parallel walls, which diametrically extends the skirt 12 at its downstream end, in order to separate one of the other the air ducts 2 and 3 and the fuel jets received by them from passages 19.
  • the outlet orifices 20 are preferably of parallel axes and obtained by machining, as shown in phantom in Figure 3, simultaneously forming the bevels 16 and the notches 18 in the free edges 17, or by molding, unlike FIG. 9 of EP-A-0 544 978 on which the axes of the fuel passages are inclined by an angle ⁇ .
  • This solution is, for the desired precision, more economical than the skirt produced in the form of a socket which, according to the teachings of EP-A-0544978, must be machined and brought into the wall which receives it in order to avoid a significant dispersion on the surface of the passage sections due to the non-zero value of the angle ⁇ .
  • skirt 12 is adapted, in particular in length, to the injector 11 so that each of the two diverging jets of fuel coming from the injector 11, and shown diagrammatically at 22 in FIG. 3, strikes an area 23 located upstream of the bevel 16 and the notch 18 on the internal face of one respectively of the opposite side walls 15.
  • each of the fuel jets 22 breaks on a side wall of the skirt 12, and the fuel of this jet is then dispersed and diffused by one respectively of the passages 19 of the skirt 12 in one respectively of the conduits d 'air 2 and 3, in which a good air-fuel mixture is formed, thanks to the whistle configuration given to each outlet orifice 20 of the skirt 12 by the cooperation of the bevel 16, of its free edge 17 in a thinned blade and its concave notch 18.
  • the skirt 12 thus produces a post-spraying effect by the use of the trailing edges of the thinned blades 17 of its side walls 15 as a post-diffuser, bringing the post-diffusion thus ensured closer to the outlet orifice 8 of the conduits 2 and 3, and therefore the corresponding intake valves, relative to the nose of the injector 11, from which the two fuel jets 22 come out.
  • jets 22 are moreover angularly refocused by their impact at 23 on the walls 15 This results in a certain compensation for too great a distance separating the nose of the injector 11 from the corresponding intake valve or valves, therefore a formation minimum of liquid fuel films on the wall of the chapelle of the intake duct in the cylinder head, and a relative insensitivity with respect to the angle of separation between the jets 22, the same spraying and preparation qualities of the air-fuel mixture being substantially obtained whether this separation angle is of the order of 18 ° or of the order of 23 °, for example.
  • Figures 4 and 5 show a variant which differs essentially from the embodiment of Figures 1 to 3 only by the shape of the central bore of the skirt and the structure of the opposite side walls forming the bevels. The latter are in fact formed by a divergent downstream part of the central bore of the skirt.
  • each side wall 15 ′ of the skirt 12 ′ is formed at the downstream end of a diverging downstream part 13 ′ of the central bore of this skirt 12 ', this diverging part 13' extending axially over the major portion of the length of the skirt 12 'and gradually diverging from a cylindrical neck 24, of smaller cross section of the bore, directly downstream of the housing 14 of enlarged section at the upstream end of the skirt 12 '.
  • the side walls 15 ' are progressively thinned downstream due to the divergent part 13' of the bore and simultaneously the shape of the wall delimiting the air ducts 2 and 3.
  • FIG. 5 The central bore 13 ' and the outline of the notch 18 ′ concave in the edge of a thinned blade 17 ′ of a bevel 16 ′ of the skirt 12 ′ are shown in FIG. 5, corresponding to a partial diametral section and folded down in FIG. 4.
  • the bevels 16 'of this skirt 12' are thus formed by the opposite internal lateral faces of the downstream part of this divergent bore 13 ', and these bevels 16' can arise at the level of the nozzle of the injector 11.
  • the bevels 16 "of the opposite side walls 15" thinned downstream are also delimited on the internal face of a divergent downstream part 13 "of the central bore of the skirt 12", and can also arise at the level of the nose of the injector 11. But this divergent portion of bore 13 "is connected to the cylindrical neck 24 'of the bore by a substantially radial shoulder 25, and, moreover, the end upstream, in the form of a thin strip, of the central wall element 21 "is engaged axially upstream beyond the free edges 17" of the bevels 16 "and between the latter, whereas in the variant of FIGS. 4 and 5, the upstream end of the central wall element 21 'is axially spaced downstream of the free edges 17' of the bevels 16 '.
  • the divergent fuel passages 19 are thus better delimited and separated from one another, each between two substantially parallel faces, one of which is a bevel 16" and the other a lateral face of the upstream part of the central wall element 21 ".
  • skirt 12 ′ in FIGS. 4 and 5 A more significant difference compared to the skirt 12 ′ in FIGS. 4 and 5 is that the skirt 12 "in FIG. 6 is sufficiently short, taking into account the angle of separation jets of the injector 11, so that these jets pass freely, as shown in FIG. 6, in the space between the side walls 15 "and in the passages 19" opening into the air ducts 2 and 3.
  • the 12 "skirt therefore produces a post-spraying effect only when a film of liquid fuel is formed on the walls of the 12" skirt.
  • These cylindrical holes simultaneously produce the notches such as 18 ′, with a concavity facing downstream, in the free edges 17 ′ or 17 ′′ of the opposite walls 15 ′ or 15 ′′.
  • the fuel passages in the skirts can also be formed by parallel holes in short skirts or even by holes which are inclined relative to one another in long skirts.
  • the skirt 12, 12 ′ or 12 is directly formed in the partition 5 separating the two air ducts 2 and 3.
  • the skirt can be produced as described above but in the form of a removable part, which is attached to a tubing element which can have a structure practically identical to that of FIG. 1, with the difference that the skirt is fitted in a tubular housing formed in this partition 5.
  • such a skirt removable can be attached directly to the cylinder head of the engine, by mounting in a tubular housing formed in a partition which partially delimits and separates two air ducts or channels formed directly in the cylinder head.

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Abstract

La jupe (12) tubulaire dans la cloison entre les conduits d'air (2, 3) supporte l'injecteur (11) et forme deux passages de carburant (19) débouchant dans les conduits (2, 3), entre deux parois latérales opposées (15) amincies chacune en biseau (16) vers l'aval à bord libre (17) en lame mince et avec une échancrure à concavité tournée vers l'aval, une zone (23) de la face interne de chaque paroi latérale (15), en amont du biseau (16) étant de préférence percutée par au moins un jet de carburant issu de l'injecteur (11). Application aux moteurs à injection à deux soupapes d'admission par cylindre. <IMAGE>

Description

  • L'invention concerne une jupe de dispersion du carburant qu'elle reçoit d'un injecteur multi-jet, de préférence bi-jet, et qui est transféré dans deux conduits d'admission d'air, séparés l'un de l'autre par une cloison, pour l'alimentation d'une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne alimenté en carburant par injection, et en particulier un moteur ayant au moins deux soupapes d'admission par chambre de combustion, l'injecteur étant disposé sensiblement entre les conduits d'air, et la jupe ayant une forme générale tubulaire et étant disposée dans la cloison, en aval de l'injecteur qu'elle loge au moins partiellement dans sa partie amont, présentant une forme de préférence de révolution, tandis qu'au moins sa partie aval forme deux passages de carburant, en communication l'un avec l'autre vers l'intérieur de la jupe, débouchant chacun dans l'un respectivement des deux conduits d'air par un orifice de sortie, et délimités entre deux parois latérales opposées de la jupe.
  • La demande de brevet européen EP-A-0 544 978 décrit une jupe de ce type, réalisée sous la forme d'une pièce d'adaptation montée amovible directement dans la culasse du moteur, et plus précisément dans un logement ménagé pour partie dans une cloison de formation et de séparation des deux conduits d'air dans la culasse du moteur.
  • Cette jupe comporte, à son extrémité aval, un élément de cloison centrale, qui s'intègre à la cloison de formation et séparation des conduits d'air dans la culasse pour la prolonger, lorsque la jupe amovible est mise en place dans la culasse, et cet élément de cloison centrale est percé d'une ouverture de communication entre les conduits d'air, au niveau de la sortie des passages de carburant de la jupe.
  • Le montage de l'injecteur et de la jupe directement dans la culasse, comme représenté sur les figures 2 et 3a du document précité, a pour inconvénients que la jupe ne peut pas être utilisée comme diffuseur actif du carburant issu de l'injecteur, et que la culasse est d'une réalisation plus complexe et coûteuse.
  • L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et en particulier de proposer une jupe de dispersion de carburant, utilisable comme diffuseur actif du carburant issu de l'injecteur, pour assurer une meilleure préparation du mélange air-carburant que celle qui est obtenue avec une jupe du type décrit dans EP-A-0 544 978.
  • Un autre but de l'invention est de proposer une jupe de dispersion de carburant qui convienne mieux aux diverses exigences de la pratique que celles connues, et notamment qui puisse être montée sur une tubulure ou un collecteur d'admission par ailleurs de structure classique.
  • A cet effet, l'invention propose une jupe de dispersion du type présenté ci-dessus, qui se caractérise en ce qu'au moins à proximité des orifices de sortie des passages de carburant, chacune des parois latérales opposées de la jupe est progressivement amincie en biseau d'épaisseur et/ou largeur décroissant de l'amont vers l'aval jusqu'à son bord libre aval, en lame mince, et dans lequel est ménagée une échancrure concave à concavité tournée vers l'aval.
  • Les échancrures concaves dans les bords libres en lames minces des parois opposées de la jupe permettent l'arrachement, par l'énergie contenue dans l'écoulement d'air dans les conduits adjacents, de films de carburant provenant des bords des biseaux, de sorte qu'une excellente préparation du mélange air-carburant est assurée.
  • Des ouvertures concaves à concavité tournée vers l'aval sont certes présentées par la jupe décrite dans EP-A-0 544 978. Mais les ouvertures concaves ne sont pratiquées dans la jupe que pour dégager l'accès à l'ouverture de communication ménagée dans l'élément de cloison centrale, et pour faire en sorte que cette jupe ne fasse pas saillie dans les deux conduits d'air, et n'entraîne pas de perte de charge préjudiciable à l'écoulement de l'air dans ces conduits. En outre, les bords libres aval des parois latérales n'ont pas la forme de lames amincies et échancrées, à la manière d'un sifflet, de sorte que la jupe décrite dans EP-A-0 544 978 ne peut pas assurer la bonne diffusion du carburant dans l'air qui est obtenue grâce à la forme spécifique de la jupe de l'invention. Cette bonne diffusion résulte, selon l'invention, de la présence des échancrures concaves dans des bords en lames amincies des parois latérales opposées de la jupe.
  • Lorsque la structure et la géométrie de la culasse et/ou de la tubulure d'admission d'air sont telles que la distance entre le nez de l'injecteur et la ou les soupapes d'admission correspondantes est relativement grande, la jupe de dispersion de l'invention est avantageusement telle que chaque paroi latérale présente, en amont de l'échancrure concave correspondante, une zone de sa face interne destinée à être percutée par l'un respectivement des jets de carburant issus de l'injecteur.
  • La jupe ainsi réalisée, obtenue par une adaptation de sa géométrie, et en particulier de sa longueur, à l'injecteur, et notamment à l'angle de séparation ou de divergence entre les jets de carburant sortant de l'injecteur, procure un effet de post-pulvérisation, en utilisant le bord de fuite aminci des lames comme post-diffuseur. La zone de post-pulvérisation est ainsi rapprochée de la ou des soupapes d'admission, et un recentrage angulaire des jets de carburant sortant de l'injecteur est obtenu par leur déviation par les parois latérales. Cette structure a pour avantages de minimiser la formation de films de carburant liquide sur la paroi dans le prolongement, dénommé chapelle, du conduit d'admission dans la culasse, au voisinage du ou des sièges de soupapes d'admission, et de procurer une plus grande insensibilité à une variation de l'angle de séparation entre les jets de carburant sortant de l'injecteur.
  • Bien entendu, lorsque la distance entre le nez de l'injecteur et la ou les soupapes d'admission correspondantes n'est pas trop grande, la jupe de dispersion peut être relativement plus courte que dans la variante ci-dessus et/ou coopérer avec un injecteur bi-jet pour lequel l'angle de séparation entre les jets est relativement plus faible, de sorte que la jupe peut laisser les jets de carburant passer librement dans l'espace entre ses parois latérales, jusqu'aux orifices de sortie des passages de carburant, qui débouchent dans les deux conduits d'air, en limitant l'effet de post-pulvérisation aux cas où un film liquide de carburant se forme sur les parois de la jupe.
  • Les biseaux des parois latérales opposées peuvent délimiter entre eux un passage de section transversale constante ou, de préférence, un passage divergent de l'amont vers l'aval, mais en aucun cas ce passage ne doit être convergent vers l'aval, pour obtenir la bonne diffusion de carburant recherchée.
  • Chaque passage de carburant peut être délimité entre l'une respectivement des parois latérales opposées de la jupe et la cloison de séparation des conduits d'air, mais il est également possible, comme connu par EP-A-0 544 978, que chaque passage de carburant soit délimité entre l'une des parois latérales et un élément de cloison centrale de la jupe, à son extrémité aval, pour séparer l'un de l'autre les deux passages de carburant ainsi d'ailleurs que les deux conduits d'air.
  • Si l'on souhaite que les axes des passages de carburant soient sensiblement parallèles l'un à l'autre, ainsi éventuellement qu'aux axes des conduits d'air, il est avantageux que, selon un premier mode de réalisation, les biseaux des parois latérales opposées soient formés à la partie d'extrémité aval d'un alésage central, de préférence de révolution de la jupe.
  • En revanche, si l'on souhaite que les axes des passages de carburant divergent l'un de l'autre vers l'aval, il est avantageux que les biseaux des parois latérales opposées soient formés par une partie aval divergente d'un alésage central de la jupe.
  • A cet effet, la partie aval divergente de l'alésage central peut être raccordée à un col, de préférence de révolution, et de plus faible section transversale de cet alésage, par un épaulement sensiblement radial, selon une première variante, ou peut diverger progressivement depuis le col de l'alésage, selon une seconde variante.
  • Dans les différents modes de réalisation, et comme connu en soit par EP-A-0 544 978, il est avantageux que l'alésage central de la jupe présente une partie d'extrémité amont de section élargie formant un siège pour l'injecteur.
  • Selon une caractéristique propre à l'invention, la jupe est d'une seule pièce avec un élément de tubulure d'admission d'air, comprenant au moins deux conduits d'air associés à une chambre de combustion, et s'étendant entre une bride de raccordement à un plenum de tubulure et une bride de fixation à la culasse du moteur, brides dans lesquelles les conduits débouchent chacun respectivement par un orifice d'entrée à son extrémité amont et par un orifice de sortie à son extrémité aval, la jupe étant intégrée à une cloison de formation et de séparation des deux conduits. Bien entendu, une jupe étant prévue pour chaque chambre de combustion du moteur, toutes les jupes peuvent être, conformément à l'invention, intégrées dans la tubulure d'admission d'air au moteur, cette tubulure ayant un corps réalisé d'une seule pièce munie de jupes supportant chacune l'injecteur correspondant, et de sorte que la tubulure se présente comme un composant prémonté et préréglé, se fixant directement sur la culasse du moteur. Toutefois, la jupe selon l'invention peut également être montée amovible dans un élément de tubulure d'admission d'air tel que défini ci-dessus, auquel cas la jupe est rapportée dans un logement ménagé dans une cloison de formation et de séparation des deux conduits.
  • Enfin, et comme connu par EP-A-0 544 978, la jupe selon l'invention peut également être montée amovible dans un logement ménagé dans une cloison de formation et de séparation des deux conduits d'air directement dans la culasse du moteur.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention découleront de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'exemples de réalisation décrits en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'un élément de tubulure à deux conduits d'admission d'air et une jupe de dispersion de carburant intégrée,
    • la figure 2 est une coupe médiane selon le plan II-II de la figure 1,
    • la figure 3 est une coupe transversale selon le plan III-III de la figure 2,
    • les figures 4 et 5 sont des vues sensiblement analogues respectivement aux figures 3 et 2 pour une variante de réalisation de la jupe de dispersion de carburant, et
    • la figure 6 est une vue analogue à la figure 3 pour une seconde variante de jupe.
  • Les figures 1 à 3 représentent un élément de tubulure d'admission d'air 1, au moins partiellement en métal ou de préférence, moulé en une seule pièce en un matériau de synthèse tel qu'un thermoplastique, pour l'alimentation en air d'un cylindre ou d'une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, alimenté en carburant par injection, et du type comprenant par exemple au moins deux soupapes d'admission par cylindre ou chambre de combustion.
  • L'élément de tubulure 1 comprend deux conduits d'air 2 et 3 formés sensiblement côte-à-côte dans son corps 4, et séparés l'un de l'autre par une cloison 5 qui les délimite dans leurs parties adjacentes. Chacun des deux conduits 2 et 3 est cintré, dans cet exemple, et s'étend d'une bride 6 de raccordement à un plenum de tubulure (non représenté), et dans laquelle le conduit 2 ou 3 débouche par un orifice d'entrée à son extrémité amont, à une bride 7 de fixation à la culasse du moteur, et dans laquelle le conduit 2 ou 3 débouche par son orifice de sortie 8 à son extrémité aval. La bride 7 présente des trous 9 de passage d'organes de fixation de l'élément de tubulure 1 sur la culasse du moteur de sorte que chacun des deux orifices de sortie 8 des conduits d'air 2 et 3 soit directement en regard de l'une respectivement des deux soupapes d'admission du cylindre ou de la chambre de combustion associé(e). De même, la bride 6 présente des trous 10 de passage d'organes de fixation sur le plenum.
  • Lorsque le moteur est multicylindre, et par exemple à quatre cylindres en ligne, la tubulure peut comprendre quatre éléments de tubulure 1 montés côte-à-côte entre un plenum commun, auquel chacun d'eux est fixé par sa bride 6, et la culasse du moteur, à laquelle chacun est fixé par sa bride 7.
  • Le cylindre ou la chambre de combustion associé(e) à chaque élément de tubulure 1 est alimenté(e) en carburant par un injecteur, dont la silhouette est représentée en 11 sur les figures 2 et 3, et qui est du type multi-jet, et, dans cet exemple, du type bi-jet, c'est-à-dire délivrant le carburant sous la forme de deux jets divergents l'un de l'autre, et chacun destiné à être introduit dans l'un respectivement des deux conduits d'air 2 et 3.
  • A cet effet, l'injecteur 11 est engagé et supporté par son extrémité délivrant les deux jets de carburant dans une jupe tubulaire 12, disposée dans la cloison 5 pour assurer la dispersion du carburant qu'elle reçoit de l'injecteur 11, ainsi monté sensiblement entre les deux conduits 2 et 3, et le transfert de ce carburant aux deux conduits d'air 2 et 3, dans des conditions propres à garantir une bonne préparation du mélange air-carburant à l'entrée dans la culasse du moteur.
  • Dans cet exemple, la jupe 12 est d'une seule pièce avec l'élément de tubulure 1, car elle est intégrée à la cloison 5, en étant formée directement dans celle-ci par un alésage central sensiblement cylindrique 13, d'axe sensiblement parallèle aux axes des parties aval des conduits 2 et 3 (voir figures 2 et 3). La partie 14 d'extrémité amont de l'alésage 13 présente une forme de préférence de révolution, de section élargie, formant un siège pour l'injecteur 11, tandis qu'en aval de l'injecteur 11, les parties centrale et aval de l'alésage 13 sont d'une section sensiblement constante.
  • Dans la partie d'extrémité aval de l'alésage 13, la jupe 12 est formée par deux parois latérales opposées 15, dont chacune est progressivement amincie en biseau 16 d'épaisseur et/ou largeur décroissant de l'amont vers l'aval, jusqu'à son bord aval libre 17 en lame mince, qui présente une échancrure concave 18 à concavité tournée vers l'aval et sensiblement symétrique par rapport au plan diamétral médian de l'alésage 13, correspondant au plan de coupe III-III de la figure 2. Entre les biseaux 16, qui divergent vers l'aval l'un par rapport à l'autre et par rapport à l'axe de l'alésage 13, en délimitant ainsi entre eux un passage divergent vers l'aval, les parois latérales opposées 15 délimitent deux passages de carburant 19, en communication l'un avec l'autre dans l'alésage 13 à l'intérieur de la jupe 12, et s'ouvrant chacun dans l'un respectivement des conduits 2 et 3 par un orifice de sortie 20.
  • Chaque orifice de sortie 20 est délimité entre l'échancrure 18 de l'un des biseaux 16 et un élément central de cloison 21 à parois parallèles, qui prolonge diamétralement la jupe 12 à son extrémité aval, afin de séparer l'un de l'autre les conduits d'air 2 et 3 et les jets de carburant reçus par ces derniers en provenance des passages 19.
  • Les orifices de sortie 20 sont de préférence d'axes parallèles et obtenus par usinage, comme indiqué en traits-mixtes sur la figure 3, en formant simultanément les biseaux 16 et les échancrures 18 dans les bords libres 17, ou par moulage, contrairement à la figure 9 de EP-A-0 544 978 sur laquelle les axes des passages de carburant sont inclinés d'un angle Θ. Cette solution est, pour la précision recherchée, plus économique que la jupe réalisée sous la forme d'une douille qui, selon les enseignements de EP-A-0544978, doit être usinée et rapportée dans la paroi qui la reçoit afin d'éviter une dispersion importante sur la surface des sections de passage due à la valeur non nulle de l'angle Θ.
  • De plus, la jupe 12 est adaptée, en particulier en longueur, à l'injecteur 11 de sorte que chacun des deux jets divergents de carburant issus de l'injecteur 11, et schématisés en 22 sur la figure 3, vient frapper une zone 23 située en amont du biseau 16 et de l'échancrure 18 sur la face interne de l'une respectivement des parois latérales opposées 15.
  • Ainsi, chacun des jets de carburant 22 se brise sur une paroi latérale de la jupe 12, et le carburant de ce jet est ensuite dispersé et diffusé par l'un respectivement des passages 19 de la jupe 12 dans l'un respectivement des conduits d'air 2 et 3, dans lequel il se forme un bon mélange air-carburant, grâce à la conformation en sifflet donnée à chaque orifice de sortie 20 de la jupe 12 par la coopération du biseau 16, de son bord libre 17 en lame amincie et de son échancrure concave 18.
  • La jupe 12 produit ainsi un effet de post-pulvérisation par l'utilisation des bords de fuite des lames amincies 17 de ses parois latérales 15 comme post-diffuseur, rapprochant la post-diffusion ainsi assurée de l'orifice de sortie 8 des conduits 2 et 3, et donc des soupapes d'admission correspondantes, par rapport au nez de l'injecteur 11, d'où sortent les deux jets de carburant 22. Ces jets 22 sont de plus recentrés angulairement par leur percussion en 23 sur les parois 15. Il en résulte une certaine compensation d'une trop grande distance séparant le nez de l'injecteur 11 de la ou des soupapes d'admission correspondantes, donc une formation minimale de films liquides de carburant sur la paroi de la chapelle du conduit d'admission dans la culasse, et une relative insensibilité vis-à-vis de l'angle d'écartement entre les jets 22, les mêmes qualités de pulvérisation et de préparation du mélange air-carburant étant sensiblement obtenues que cet angle de séparation soit de l'ordre de 18° ou de l'ordre de 23°, par exemple.
  • Les figures 4 et 5 représentent une variante qui ne se distingue essentiellement de la réalisation des figures 1 à 3 que par la forme de l'alésage central de la jupe et la structure des parois latérales opposées formant les biseaux. Ces derniers sont en effet formés par une partie aval divergente de l'alésage central de la jupe.
  • Plus précisément, sur la figure 4, le bord de fuite en lame amincie 17' de chaque paroi latérale 15' de la jupe 12' est formé à l'extrémité aval d'une partie aval divergente 13' de l'alésage central de cette jupe 12', cette partie divergente 13' s'étendant axialement sur la majeure portion de la longueur de la jupe 12' et divergeant progressivement depuis un col cylindrique 24, de plus petite section transversale de l'alésage, directement en aval du logement 14 de section élargie à l'extrémité amont de la jupe 12'. Ainsi, les parois latérales 15' sont progressivement amincies vers l'aval en raison de la partie divergente 13' de l'alésage et simultanément de la forme de la paroi délimitant les conduits d'air 2 et 3. L'alésage central 13' et le contour de l'échancrure 18' concave dans le bord en lame amincie 17' d'un biseau 16' de la jupe 12' sont représentés sur la figure 5, correspondant à une coupe diamétrale partielle et rabattue de la figure 4.
  • Les biseaux 16' de cette jupe 12' sont formés ainsi par les faces latérales internes opposées de la partie aval de cet alésage divergent 13', et ces biseaux 16' peuvent prendre naissance au droit du nez de l'injecteur 11. En coopération avec un élément central de cloison 21', de section triangulaire s'élargissant jusqu'à l'extrémité aval de l'élément de tubulure, ces biseaux 16' délimitent deux passages de carburant 19', qui ne sont plus d'axes sensiblement parallèles, comme dans l'exemple précédent des figures 1 à 3, mais inclinés l'un sur l'autre de sorte qu'ils divergent l'un par rapport à l'autre vers l'aval, le carburant diffusé par chaque passage 19', après la percussion du jet correspondant issu de l'injecteur 11 sur la zone 23' de la face interne de la paroi latérale 15' correspondante suivi de sa post-pulvérisation sur la lame amincie 17' de cette paroi 15', comme dans l'exemple précédent, étant sensiblement guidé par le biseau 16' correspondant et la face latérale en regard de l'élément central de paroi 21', qui est sensiblement parallèle à ce biseau 16'.
  • Dans la variante de la figure 6, les biseaux 16" des parois latérales 15" opposées et amincies vers l'aval sont également délimités sur la face interne d'une partie aval divergente 13" de l'alésage central de la jupe 12", et peuvent également prendre naissance au droit du nez de l'injecteur 11. Mais cette partie divergente d'alésage 13" se raccorde au col cylindrique 24' de l'alésage par un épaulement sensiblement radial 25, et, de plus, l'extrémité amont, en forme de lame mince, de l'élément central de paroi 21" est engagée axialement vers l'amont au-delà des bords libres 17" des biseaux 16" et entre ces derniers, alors que dans la variante des figures 4 et 5, l'extrémité amont de l'élément central de paroi 21' est axialement espacée vers l'aval des bords libres 17' des biseaux 16'.
  • Dans la variante de la figure 6, les passages divergents de carburant 19" sont ainsi mieux délimités et séparés l'un de l'autre, chacun entre deux faces sensiblement parallèles, dont l'une est un biseau 16" et l'autre une face latérale de la partie amont de l'élément central de paroi 21".
  • Une différence plus importante par rapport à la jupe 12' des figures 4 et 5 est que la jupe 12" de la figure 6 est suffisamment courte, compte tenu de l'angle d'écartement des jets de l'injecteur 11, pour que ces jets passent librement, comme représenté sur la figure 6, dans l'espace entre les parois latérales 15" et dans les passages 19" débouchant dans les conduits d'air 2 et 3. La jupe 12" ne produit donc d'effet de post-pulvérisation que lorsqu'un film de carburant liquide se forme sur les parois de la jupe 12".
  • Dans les variantes des figures 4 à 6, les passages de carburant 19' ou 19", ainsi que les parties d'alésage 13' ou 13", biseaux 16' ou 16" et bords libres 17' ou 17" qui les limitent, et l'élément central de cloison 21' ou 21" peuvent être réalisés de manière simple en effectuant des perçages cylindriques orientés selon les axes inclinés des passages 19' ou 19", dans la cloison de séparation des conduits d'air, à partir de la face de l'élément de tubulure qui est tournée vers la culasse du moteur, et jusqu'au col 24 ou à l'épaulement 25, le col 24 ou 24' et la partie d'extrémité amont élargie 14 étant usinés depuis l'autre côté de l'élément de tubulure. Ces perçages cylindriques réalisent simultanément les échancrures telles que 18', à concavité tournée vers l'aval, dans les bords libres 17' ou 17" des parois opposées 15' ou 15".
  • En variante, les passages de carburant dans les jupes peuvent également être formés par des perçages parallèles dans des jupes courtes ou encore par des perçages inclinés l'un par rapport à l'autre dans des jupes longues.
  • Dans les trois exemples décrits ci-dessus, la jupe 12, 12' ou 12" est directement formée dans la cloison 5 séparant les deux conduits d'air 2 et 3. Mais, dans d'autres variantes non représentées, la jupe peut être réalisée comme décrit ci-dessus mais sous la forme d'une pièce amovible, qui est rapportée sur un élément de tubulure pouvant avoir une structure pratiquement identique à celle de la figure 1, avec pour différence que la jupe est rapportée dans un logement tubulaire ménagé dans cette cloison 5. Dans une autre variante, également non représentée, une telle jupe amovible peut être rapportée directement dans la culasse du moteur, en se montant dans un logement tubulaire ménagé dans une cloison qui délimite partiellement et sépare deux conduits ou canaux d'air formés directement dans la culasse.

Claims (14)

  1. Jupe de dispersion du carburant reçu d'un injecteur multi-jet, de préférence bi-jet (1), et transféré dans deux conduits d'admission d'air (2, 3) séparés par une cloison (5), pour l'alimentation d'une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne alimenté en carburant par injection, et en particulier à au moins deux soupapes d'admission par chambre de combustion, l'injecteur (11) étant disposé sensiblement entre les conduits d'air (2, 3), et la jupe (12, 12', 12") ayant une forme générale tubulaire et étant disposée dans la cloison (5), en aval de l'injecteur (11) qu'elle loge au moins partiellement dans sa partie amont (14), présentant une forme de préférence de révolution, tandis qu'au moins sa partie aval forme deux passages de carburant (19, 19', 19"), en communication l'un avec l'autre vers l'intérieur de la jupe (12, 12', 12"), débouchant chacun dans l'un respectivement des deux conduits d'air (2, 3) par un orifice de sortie (20), et délimités entre deux parois latérales opposées (15, 15', 15") de la jupe (12, 12', 12"),
    caractérisée en ce qu'au moins à proximité des orifices de sortie (20), chacune des parois latérales opposées (15, 15', 15") est progressivement amincie en biseau (16, 16', 16") d'épaisseur et/ou largeur décroissant de l'amont vers l'aval jusqu'à son bord libre aval (17, 17', 17"), en lame mince, et dans lequel est ménagée une échancrure (18, 18')) concave à concavité tournée vers l'aval.
  2. Jupe selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque paroi latérale (15, 15') présente, en amont de l'échancrure concave (18, 18') correspondante, une zone (23, 23') de sa face interne destinée à être percutée par au moins un jet (22) de carburant issu de l'injecteur (11).
  3. Jupe selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les biseaux (16, 16', 16") des parois latérales (15, 15', 15") délimitent entre eux un passage divergent de l'amont vers l'aval.
  4. Jupe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'orifice de sortie (20) de chaque passage de carburant (19, 19', 19") est délimité entre l'une respectivement des parois latérales opposées (15, 15', 15") et un élément de cloison centrale (21, 21', 21"), à l'extrémité aval de la jupe (12, 12', 12"), pour séparer les passages de carburant (19, 19', 19") et conduits d'air (2, 3).
  5. Jupe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les biseaux (16) des parois latérales opposées (15) sont formés à la partie d'extrémité aval d'un alésage central (13), de préférence de révolution, de la jupe (12).
  6. Jupe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les biseaux (16', 16") des parois latérales opposées (15', 15") sont formés par une partie aval divergente (13', 13") d'un alésage central de la jupe (12', 12").
  7. Jupe selon la revendication 6, caractérisée en ce que la partie aval divergente (13") est raccordée à un col (24'), de préférence de révolution, et de plus faible section transversale de l'alésage central de la jupe (12") par un épaulement sensiblement radial (25).
  8. Jupe selon la revendication 6, caractérisée en ce que la partie aval divergente (13') de l'alésage central diverge progressivement depuis un col (24), de préférence de révolution, et de plus petite section transversale de cet alésage central.
  9. Jupe selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que les biseaux (16', 16") des parois latérales opposées (15', 15") prennent naissance au droit du nez de l'injecteur (11).
  10. Jupe selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que son alésage central présente une partie d'extrémité amont de section élargie formant un siège (14) pour l'injecteur (11).
  11. Jupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle est d'une seule pièce avec un élément de tubulure (1) d'admission d'air, comprenant au moins deux conduits d'air (2, 3) associés à une chambre de combustion, et s'étendant entre une bride (6) de raccordement à un plenum de tubulure et une bride (7) de fixation à la culasse du moteur, brides (6, 7) dans lesquelles les conduits (2, 3) débouchent chacun respectivement par un orifice d'entrée à son extrémité amont et par un orifice de sortie (8) à son extrémité aval, la jupe (12, 12', 12") étant intégrée à une cloison (5) de formation et de séparation des deux conduits (2, 3).
  12. Jupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les passages de carburant (19) et leurs orifices de sortie (20) sont formés autour d'axes sensiblement parallèles l'un à l'autre.
  13. Jupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle est montée amovible dans un élément de tubulure (1) d'admission d'air, comprenant au moins deux conduits d'air (2, 3) associés à une chambre de combustion, et s'étendant entre une bride (6) de raccordement à un plenum de tubulure et une bride (7) de fixation à la culasse du moteur, brides (6, 7) dans lesquelles les conduits (2, 3) débouchent chacun respectivement par un orifice d'entrée à son extrémité amont et par un orifice de sortie (8) à son extrémité aval, la jupe étant rapportée dans un logement ménagé dans une cloison (5) de formation et de séparation des deux conduits (2, 3).
  14. Jupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle est montée amovible dans un logement ménagé dans une cloison de formation et de séparation des deux conduits d'air directement dans la culasse du moteur.
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