EP0715069B1 - Jupe de dispersion de carburant pour injecteur d'un moteur à injection - Google Patents

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EP0715069B1
EP0715069B1 EP95402704A EP95402704A EP0715069B1 EP 0715069 B1 EP0715069 B1 EP 0715069B1 EP 95402704 A EP95402704 A EP 95402704A EP 95402704 A EP95402704 A EP 95402704A EP 0715069 B1 EP0715069 B1 EP 0715069B1
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EP
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skirt
downstream
fuel
injector
ports
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EP95402704A
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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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    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/08—Thermoplastics

Definitions

  • the invention relates to a skirt for dispersing the fuel it receives from a multi-jet injector, preferably twin jet, and which is transferred in two conduits air intake, separated from each other by a partition, for supplying an engine combustion chamber internal combustion fueled by injection, and in particular an engine having at least two valves intake by combustion chamber, the injector being arranged substantially between the air ducts and the skirt having a generally tubular shape and being arranged in the partition, downstream of the injector that it houses at least partially in its upstream part, having a form of preference of revolution, while at least its downstream part forms two fuel passages, in communication with one the other towards the inside of the skirt, opening each into one respectively of the two air ducts through an orifice outlet, and delimited between two opposite side walls of the skirt.
  • a multi-jet injector preferably twin jet
  • two conduits air intake separated from each other by a partition
  • the injector being arranged substantially between the air ducts and the skirt having a generally tubular shape and being arranged in the partition
  • EP-A-0 544 978 describes a skirt of this type, produced in the form of a part adapter mounted removable directly in the cylinder head engine, and more specifically in a housing provided for part in a partition and separation of two air ducts in the engine cylinder head.
  • This skirt has, at its downstream end, a central partition element, which integrates with the bulkhead formation and separation of air ducts in the cylinder head to extend it, when the removable skirt is put in place in the cylinder head, and this central partition element is pierced with a communication opening between air ducts, at the outlet of the passageways skirt fuel.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks, and in particular to offer a dispersion skirt fuel, usable as an active fuel diffuser from the injector, to ensure better preparation of the air-fuel mixture than that obtained with a skirt of the type described in EP-A-0 544 978.
  • Another object of the invention is to provide a skirt fuel dispersion better suited to various requirements of the practice than those known, and in particular which can be mounted on a manifold or manifold admission, moreover of classical structure.
  • the invention provides a skirt of dispersion of the type presented above, which is characterized by that at least near the outlet ports of the fuel passages, each of the opposite side walls of the skirt is gradually thinned into a thick bevel and / or width decreasing from upstream to downstream to its free downstream edge, in thin strip, and in which is provided a concave notch with concavity turned downstream.
  • the concave notches in the free edges in thin blades of the opposite walls of the skirt allow wrenching, by the energy contained in the flow air in adjacent conduits, fuel films from the edges of the bevels, so that an excellent preparation of the air-fuel mixture is ensured.
  • Concave openings with concavity facing the downstream are certainly presented by the skirt described in EP-A-0 544 978.
  • the concave openings are not practiced in the skirt only to clear access to the opening of communication in the partition element central, and to make sure that this skirt doesn't protrusion in the two air ducts, and does not cause pressure loss detrimental to the air flow in these conduits.
  • the free edges downstream of the walls lateral ones do not have the form of thinned and indented blades, like 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 concave notches in tapered edges of opposite side walls of the skirt.
  • the skirt of the invention is advantageously such that each side wall has, upstream of the notch concave corresponding, an area of its internal face intended to be struck by one of the fuel jets respectively from the injector.
  • the skirt thus produced obtained by an adaptation of its geometry, and in particular of its length, to the injector, and in particular at the angle of separation or divergence between the fuel jets leaving the injector, provides a post-spray effect, using the thinned trailing edge of the blades as a post-diffuser.
  • the post-spraying area is thus brought closer to the intake valves, and an angular refocusing of the jets fuel coming out of the injector is obtained by their deflection through the side walls.
  • This structure has for benefits of minimizing fuel film formation liquid on the wall in the extension, called chapel, of the intake duct in the cylinder head, near the or intake valve seats, and provide more high insensitivity to variation in the separation angle between the fuel jets coming out of the injector.
  • the scatter skirt can be relatively shorter than in the above variant and / or cooperate with a twin-jet injector for which the angle separation between the jets is relatively lower, so the skirt can let the fuel jets pass freely in the space between its side walls, to the fuel passage outlet ports, which open into the two air ducts, limiting the effect post-spray in cases where a liquid fuel film forms on the walls of the skirt.
  • the bevels of the opposite side walls can delimit between them a passage of cross section constant or, preferably, a diverging passage from upstream downstream, but in no case should this passage be converge downstream, to obtain good diffusion of fuel sought.
  • Each fuel passage can be delimited between one respectively of the opposite side walls of the air duct skirt and bulkhead, but there it is also possible, as known from EP-A-0 544 978, that each fuel passage is delimited between one of the side walls and a central bulkhead element of the skirt, at its downstream end, to separate the two fuel passages as well as the two air ducts.
  • 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 side walls opposites are formed by a divergent downstream part of a central bore of the skirt.
  • the divergent downstream part of the bore central can be connected to a neck, preferably revolution, and of smaller cross section of this bore, by a substantially radial shoulder, according to a first variant, or may gradually diverge since the neck of the bore, according to a second variant.
  • the central bore of the skirt has an end portion upstream of enlarged section forming a seat for the injector.
  • the skirt is one piece with tubing element air intake, 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 mounting flange to engine cylinder head, flanges in which the conduits each open respectively by an inlet port at its upstream end and through an orifice outlet at its downstream end, the skirt being integrated into a partition for forming and separating the two conduits.
  • skirts are provided for each room of combustion of the engine, all skirts can be, according to the invention, integrated into the tubing air intake to the engine, this tubing having a body made in one piece with skirts each supporting the corresponding injector, and so that the tubing present as a pre-assembled and preset component, attaching directly on the engine cylinder head.
  • the skirt according to the invention can also be removably mounted in an air intake manifold element as defined above, in which case the skirt is brought back into a housing formed in a partition for the formation and separation of two conduits.
  • the skirt according to the invention can also be removably mounted in accommodation in a training and separation of the two air ducts directly in the engine cylinder head.
  • Figures 1 to 3 show an element of air intake manifold 1, at least partially in metal or preferably molded in one piece in one synthetic material such as a thermoplastic, for the air supply to a cylinder or a combustion 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 chamber combustion.
  • 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 orifice inlet at its upstream end, to a flange 7 for fixing 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 the passage of attachment of the tubing element 1 to the cylinder head of the engine so that each of the two outlet ports 8 of air ducts 2 and 3 either directly opposite one respectively from the two cylinder intake valves or of the associated combustion chamber.
  • the flange 6 has holes 10 for passage of fasteners on the plenum.
  • the tubing may include 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 engine, to which each is fixed by its flange 7.
  • each fuel element 1 is supplied with fuel by an injector, the silhouette of which is represented at 11 in FIGS. 2 and 3, 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 divergent jets one of each other, and each intended to be introduced into one the two air ducts 2 and 3 respectively.
  • an injector the silhouette of which is represented at 11 in FIGS. 2 and 3, 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 divergent jets one of each other, and each intended to be introduced into one the two air ducts 2 and 3 respectively.
  • the injector 11 is engaged and supported by its end delivering the two fuel jets in a tubular skirt 12, arranged in the partition 5 for dispersing the fuel it receives from the injector 11, thus mounted substantially between the two lines 2 and 3, and the transfer of this fuel to both air ducts 2 and 3, under conditions specific to ensure proper preparation of the air-fuel mixture for entry into the engine cylinder head.
  • the skirt 12 is in one piece with the tubing element 1, because it is integrated into the partition 5, being formed directly therein by a substantially cylindrical central bore 13, of substantially axis parallel to the axes of the downstream parts of the conduits 2 and 3 (see Figures 2 and 3).
  • the upstream end portion 14 of the bore 13 has a preferably revolution shape, of enlarged section, forming a seat for the injector 11, while downstream of the injector 11, the parts central and downstream of the bore 13 are of section substantially constant.
  • the skirt 12 is formed by two opposite side walls 15, each of which is progressively thinned at a bevel 16 decreasing thickness and / or width from upstream to downstream, to its free downstream edge 17 in thin strip, which has a concave notch 18 with concavity facing downstream and substantially symmetrical with respect to the plane median diametral of bore 13, corresponding to the plane of section III-III of Figure 2.
  • the side walls opposite 15 delimit two fuel passages 19, in communication with each other in bore 13 inside of the skirt 12, and each opening in one respectively conduits 2 and 3 through an outlet orifice 20.
  • Each outlet 20 is delimited between the notch 18 of one of the bevels 16 and a central element of partition 21 with parallel walls, which extends diametrically the skirt 12 at its downstream end, in order to separate one on 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 axes parallel and obtained by machining, as indicated by dashed lines 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 at an angle ⁇ .
  • This solution is, for the desired precision, more economical than the skirt made in the form a socket which, according to the teachings of EP-A-0544978, must be machined and brought back into the wall that receives it in order to avoid significant dispersion on the surface of passage sections due to the non-zero value of the angle ⁇ .
  • skirt 12 is suitable, in particular in length, to the injector 11 so that each of the two jets diverging fuel from the injector 11, and shown schematically 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 side walls opposite 15.
  • each of the fuel jets 22 breaks on a side wall of the skirt 12, and the fuel for this jet is then dispersed and distributed by one of the passages 19 of the skirt 12 in one respectively of air ducts 2 and 3, in which it forms a good air-fuel mixture, thanks to the whistle shape given to each outlet 20 of the skirt 12 by the cooperation of the bevel 16, of its free edge 17 in blade thinned and its concave notch 18.
  • the skirt 12 thus produces a post-spraying effect by the use of trailing edges of thinned blades 17 of its side walls 15 as a post-diffuser, bringing together the post diffusion thus ensured of the outlet orifice 8 of ducts 2 and 3, and therefore of the intake valves corresponding to the nose of the injector 11, whence the two fuel jets 22 come out.
  • These jets 22 are of more angularly refocused by their percussion in 23 on the walls 15.
  • Figures 4 and 5 show a variant which does not essentially differs from the realization of the 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 downstream part divergent from the central bore of the skirt.
  • each side wall 15' of the skirt 12 ' is formed at the downstream end of a divergent downstream part 13 'of the central bore of this skirt 12', this divergent 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 12 'skirt.
  • the side walls 15 ' are gradually thinned downstream due to the divergent part 13 'of the bore and simultaneously of the shape of the wall delimiting the air ducts 2 and 3.
  • 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 injector's nose 11.
  • the bevels 16 "of the 15 "opposite side walls thinned downstream are also delimited on the internal face of a downstream part diverging 13 "from the central bore of the skirt 12", and can also arise at the right of the nose of injector 11. But this divergent part of 13 “bore is connected to the cylindrical neck 24 'of the bore by a substantially radial shoulder 25, and, in addition, the end upstream, in the form of a thin strip, of the central wall element 21 "is engaged axially upstream beyond the edges free 17 "of bevels 16" and between them, while in the variant of FIGS. 4 and 5, the upstream end of the central wall element 21 'is axially spaced towards downstream of the free edges 17 'of the bevels 16'.
  • skirt 12 "of Figure 6 is short enough, given the spacing angle jets from the injector 11, so that these jets pass freely, as shown in Figure 6, in space between the side walls 15 "and in the passages 19" opening into air ducts 2 and 3.
  • the 12 "skirt does not therefore produces a post-spray effect only when liquid fuel film forms on the walls of the skirt 12 ".
  • the passages of 19 'or 19 "fuel, as well as the 13' bore parts or 13 ", bevels 16 'or 16" and free edges 17' or 17 “which limit them, and the central partition element 21 'or 21 " can be done simply by performing cylindrical holes oriented along the inclined axes of 19 'or 19 "passages, in the partition air ducts, from the face of the tubing element which is turned towards the cylinder head of the engine, and up to the neck 24 or at shoulder 25, the neck 24 or 24 'and the part upstream end end 14 being machined from the other side of the tubing element.
  • These cylindrical holes simultaneously realize the notches such as 18 ', at concavity facing downstream, in the free edges 17 'or 17 "opposite walls 15 'or 15".
  • the fuel passages in the skirts can also be formed by holes parallel in short skirts or by holes inclined to each other 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 made as described above but in the form of a removable part, which is attached to a tubing element which may have a structure practically identical to that of FIG. 1, with the difference that the skirt is reported in a tubular housing formed in this partition 5.
  • such a skirt removable can be attached directly to the cylinder head motor, by mounting in a tubular housing provided in a partition which partially delimits and separates two air ducts or channels formed directly in the cylinder head.

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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'entraíne 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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