EP0715072A1 - Injecteur à jupe de dispersion de carburant - Google Patents

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EP0715072A1
EP0715072A1 EP95402705A EP95402705A EP0715072A1 EP 0715072 A1 EP0715072 A1 EP 0715072A1 EP 95402705 A EP95402705 A EP 95402705A EP 95402705 A EP95402705 A EP 95402705A EP 0715072 A1 EP0715072 A1 EP 0715072A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
skirt
fuel
downstream
injector
air
Prior art date
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Granted
Application number
EP95402705A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0715072B1 (fr
Inventor
Michael Pontoppidan
Bruno Covin
Jean-Christophe Lucas
Christophe Preterre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Regie Nationale des Usines Renault
Marelli France SAS
Original Assignee
Renault SAS
Regie Nationale des Usines Renault
Magneti Marelli France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS, Regie Nationale des Usines Renault, Magneti Marelli France SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP0715072A1 publication Critical patent/EP0715072A1/fr
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Publication of EP0715072B1 publication Critical patent/EP0715072B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/047—Injectors peculiar thereto injectors with air chambers, e.g. communicating with atmosphere for aerating the nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/08—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle specially for low-pressure fuel-injection

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector of any type delivering at least one fuel jet, and relates in particular to an injector of the so-called “multi-jet” type, and more particularly of the "twin-jet” type, for the supply to an internal combustion engine, in particular to at least two intake valves per engine combustion chamber and by fuel injection selectively into one or each of two air intake ducts per combustion chamber .
  • the invention therefore relates to the field of fuel injectors for engines, in particular for automobiles, equipped with an injection fuel supply installation, in particular of the so-called "multipoint" type, that is to say comprising, for each combustion chamber, at least one injector, preferably electrically controlled, which opens into the air intake manifold in the vicinity of a corresponding intake valve, and the injector of the invention is advantageously applied to the equipment of injection engines with at least two air intake ducts per combustion chamber and possibly having at least two intake valves per combustion chamber.
  • a multi-jet injector and in particular twin-jet, which, at idle and at low and medium loads of the engine, operates as a single-jet injector, injecting a jet of fuel into a first air intake duct and directed towards a first intake valve, then, at high engine loads, which operates as a twin-jet injector , that is to say delivering, in addition to the first jet, a second jet of fuel injected into the second air intake duct and directed towards a second intake valve.
  • twin-jet injector makes it possible to control, to a certain extent, the conditions of formation of the air-fuel mixture in the corresponding combustion chamber, by the more or less complete closure of one of the intake ducts in this chamber , performed with a throttle unit located downstream of the main throttle regulating the air supply to the intake manifold.
  • the quality of the supply of a combustion chamber with an air-fuel mixture as well as the quality of this mixture remain dependent on the shapes and dimensions of the portions of the air intake duct or ducts which extend between the '' mouth of the injector housing in this or these conduits and the seat (s) of the corresponding intake valve (s).
  • the length of the intake duct (s) between substantially the nozzle nose and the intake valve (s), as well as the shape of the connection of the injector housing to the intake duct (s). air intake are decisive.
  • the invention aims to remedy these drawbacks, and in particular to provide a fuel injector ensuring better preparation of the air-fuel mixture than that which is obtained with known injectors.
  • Another object of the invention is to propose a fuel injector, in particular of the multi-jet type, better suited to the various requirements of the practice than those known, in particular in that it can be mounted on any intake manifold or, optionally, any cylinder head, of known conventional structure , without particularly fine prior adaptation of the injector to the manifold or to the cylinder head.
  • the invention aims to provide a fuel injector, of advantageous structure when the structure and geometry of the cylinder head and / or the air intake manifold are such that the distance between the nose of the The injector and the corresponding injection valve (s) is relatively large.
  • the fuel injector according to the invention in particular of the so-called multi-jet type, comprising a body provided with a nose, intended to be turned towards at least one air duct, and having at least one calibrated outlet hole of at least one fuel jet oriented substantially towards the corresponding air duct (s), is characterized in that it also comprises a skirt for dispersing the fuel which it receives from each calibrated hole and that it transfers into the said air duct (s), the skirt having a general tubular structure, substantially extending the body and having an upstream part secured to the body and surrounding the injector nose and the calibrated hole or holes, and a downstream part delimiting at least one outlet orifice through which at least one fuel passage formed in the skirt, opens towards the or one of the air ducts, the skirt being formed, at least in its downstream part, by at least one side wall gradually thinned out n bevel thickness decreasing from upstream to downstream to its free downstream edge, in a thinned blade.
  • the bevel or bevels can be produced on the internal face as on the external face of the downstream part of the skirt, used according to the invention as an active diffuser of the fuel coming from the calibrated hole or holes of the injector nose.
  • a good preparation of the air-fuel mixture is thus ensured, by the fact that the free edge or edges in a thinned blade of the wall (s) of the skirt at its downstream end allow the extraction, by the energy contained in the flow of air in the intake duct (s) adjacent to this downstream end of the skirt, of fuel films coming from the edge of the bevel (s).
  • the invention is advantageously such that at least one side wall of its dispersion skirt has, on its internal face, at least one zone intended to be struck by at least one jet of fuel leaving at least one calibrated hole.
  • the injector skirt thus produced obtained by adapting its geometry, and in particular its length, to the injector nose, and in particular to the angle of separation or divergence between the fuel jets leaving the calibrated holes of the nose in the case of a multi-jet injector, provides a post-spraying effect, using at least one trailing edge of the thinned blade at the downstream edge of its side wall (s) as a post-diffuser.
  • This post-spray trailing edge (s) is or are thus brought closer to the inlet valve (s), and, in the case of a multi-jet injector, an angular refocusing of the fuel jets leaving the injector nose East obtained by their percussion against the side wall (s).
  • This structure has the advantage of minimizing the formation of liquid fuel films on the wall in the extension of the intake duct in the cylinder head, in the vicinity of the intake valve seat or seats, and of providing relative insensitivity to -vis the angle of separation between the fuel jets leaving the nozzle nose.
  • the fuel jet (s) leaving the calibrated hole (s) may be injected into a bore central diverges downstream of the dispersion skirt, which can be relatively short and / or cooperate with a multi-jet injector nose for which the separation angle between the jets is relatively small, so that the skirt can allow the developed jet (s) of fuel to pass freely through the space between its side walls, up to the outlet opening of the corresponding fuel passage, which opens into the or one of the air intake ducts respectively , so as to take advantage of the post-spraying effect of the trailing edge (s) of the thinned blade (s) of the skirt only for the part of the fuel emanating from the injector during the opening and closing phases of the latter ci, because d During these transient phases, the accuracy of the orientation of the jets is less good than during the full opening phase of the injector where the jets are developed, which can lead to the formation
  • the bevel (s) of the side wall (s) of the skirt at least in its downstream end part, can or can delimit (between them) a passage of constant cross section or, preferably, a divergent passage from upstream to downstream, but in no case this passage must be convergent downstream, to obtain the desired diffusion of fuel.
  • the skirt has a generally cylindrical external shape of preferably circular section, and has a central bore of revolution, in which case at least the downstream end part of this bore can be delimited by a single annular bevel .
  • the fuel diffusion skirt injector according to the invention can be a multi-jet injector with only hydraulic spraying, provided by a mechanical device, and of any known type.
  • the diffusion skirt injector of the invention is an air-assisted spray injector, and in particular with a capped air flow rate, as described for example in French patent application No. 94 08646 of the Applicant, and to which reference will be made for more details on the structure and operation of the injector.
  • the injector advantageously comprises a pneumatic spray cap, disposed in the skirt substantially at the level of the injector nose, and delimiting around two jets of fuel leaving two calibrated holes a substantially annular channel supplied with air d assistance in spraying substantially at atmospheric pressure, the cap having a plurality of air passage openings from the channel to the fuel jets, the air passage openings having axes substantially transverse to the fuel jets and being distributed over the cap so that when each hole calibrated is released, and for small pressure gradients at the air passage orifices, at high engine loads, two jets of fuel coming out of the calibrated holes are diffused by the skirt each towards one respectively of the ducts of air intake, while for high pressure gradients, at idle and low and medium engine loads, one of the fuel jets leaving the calibrated holes is preferably deflected, by the air passing through the orifices of the cap, towards the other jet of fuel with which it mixes into a single cloud of fuel sprayed pneumatically into the skirt.
  • the fuel dispersion skirt completely fulfills its functions during hydraulic spraying, when the pneumatic assistance is ineffective, and, conversely, that the injector skirt does not fill, or only partially , its fuel dispersal function and, possibly, its post-sprayer function, when the pneumatic assistance is effective.
  • the twin-jet injector partially shown in FIG. 1, comprises a body whose silhouette is shown in 1, essentially cylindrical and of circular section, of axis XX, the end of which is intended to be turned towards the two conduits d air intake to be supplied with fuel is fitted with an injector nose 2, which has two calibrated holes 3 and 4 for output of fuel jets J1 and J2, axes A and B diverging from one another to the other and oriented towards a fuel dispersion skirt, described below and with which the injector is provided, and towards the outside of the injector, substantially towards the air ducts, as shown in FIG. 1
  • the holes 3 and 4 and the axes A and B are substantially symmetrical with respect to the axis XX, and the axes A and B are substantially contained in the same median or diametral plane passing through XX.
  • the holes 3 and 4 are normally closed by at least one shutter, returned to the closed position by elastic return means, against which the shutter (s) are spaced (s) from each corresponding hole, to ensure their supply of pressurized fuel in order to deliver at least one jet of fuel, by controlling at least one actuator housed in the body 1 with the shutter (s) and elastic return means.
  • the actuator can be pneumatically operated or hydraulic, and include a movable assembly driving the shutter (s), but, in general, it is at least one electromagnet with at least one control winding and at least one core integral in axial translation of the shutter (s) , thus spaced from the hole (s) 3 and 4 by the electrical supply of the control winding (s), to make the two fuel jets J1 and J2 shoot out.
  • these jets are relatively thin, each with a small divergence, and substantially centered in the median plane containing the axes XX, A and B, owing to the fact that a calibration pad (not shown) , mounted in the nose 2 and in which the holes 3 and 4 are drilled, also constitutes a diaphragm for hydraulic fuel spraying according to the two jets J1 and J2.
  • the injector is equipped with an air spray cap 5, of generally annular shape, which is mounted by its peripheral cylindrical crown 6 around the nose 2, and which has a central chimney 7, of cylindro-conical shape, engaged inside the recess frustoconical in the face of the nose 2 on the side opposite to the body 1, being applied by its free upper end against the nose 2, around the calibrated holes 3 and 4.
  • the cap 5 also comprises a veil 8 radial (relative to the axis XX) connecting the chimney 7 to the peripheral crown 6 applied against the periphery of the nose 2, so that the cap 5 delimits with the nose 2, on the one hand, a zone 9 for mixing and pneumatic assistance to the pu the spraying, delimited inside the chimney 7, and into which the two calibrated holes 3 and 4 of the jets of fuel J1 and J2 open, and, on the other hand, a peripheral annular channel 10, which is supplied with air substantially at atmospheric pressure through holes 11 in the crown 6.
  • the air for pneumatic spraying assistance reaches the channel 10, passing through the fuel diffusion skirt described below and in a pipe which connects it to an intake air located between the engine air filter outlet and the throttle body regulating the main air supply to the engine.
  • This air arriving in the channel 10 is introduced in air jets into the mixing and spraying zone 9, to ensure good preparation of the air-fuel mixture in the jets J1 and J2, passing through orifices 12 defined for passage air, provided with appropriate dimensions in the conical part of the central chimney 7 of the cap 6, with a particular distribution and orientation, which are described below.
  • the air passage orifices 12 of the cap 5 are for example distributed symmetrically with respect to the diametral and median plane containing the axes A and B of the holes 3 and 4 and the axis XX of the injector (plane of FIG. 1 ), and, simultaneously, these orifices 12 are asymmetrical with respect to a second diametral plane, perpendicular to that mentioned above.
  • the axes of these orifices 12 are inclined and converge towards one another and towards the inside of the spraying zone 9, and the axis of each orifice 12 is slightly inclined from upstream to downstream on the axis longitudinal XX of the injector, the air jets passing through these orifices 12 thus being substantially transverse to the fuel jets J1 and J2.
  • the particular orientation and distribution of the air passage orifices 12 have the effect that at high engine loads, therefore when the air intake throttle is at full opening, the pressure gradient applied to the orifices 12, between the channel 10 substantially at atmospheric pressure and the zone 9, is a weak gradient, so that the air jets passing through the orifices 12 neither disturb nor modify the orientation of the jets J1 and J2 leaving the calibrated holes 3 and 4.
  • the air intake butterfly valve when the engine is operating at low or medium loads, or at idle, the air intake butterfly valve is ajar, the vacuum at the engine intake is high, and the gradient applied to the orifices 12 for passage of air is important.
  • the air jets passing through these orifices 12 are then powerful enough to, given the arrangement and the orientation of these orifices 12, deflect the jet of fuel J1, the spraying of which is improved by the air jets, towards jet J2, so as to mix the jets and merge them into a single cloud of fuel, well sprayed by the pneumatic assistance, and which is directed, through the skirt described below, to the only of the two conduits air intake which is to be supplied in this operating mode.
  • the twin-jet injector functions as a single-jet.
  • the air arriving in zone 9 is effective in improving the spraying of fuel at low or medium loads, at all speeds and at idle. Excellent spraying is ensured in reduced load modes of operation such as when actuating or decelerating at high speed.
  • the injector also comprises a fuel dispersion skirt 13, of generally external cylindrical shape of circular section, and of tubular structure, the upstream part 14 of which defines an internal housing of revolution and of enlarged section, allowing the mounting and fixing of the skirt 13 around the body 1 and the nose 2, by any means appropriate and known mechanical means (screwing or crimping for example).
  • the upstream part 14 of the skirt 13 is connected to its downstream part 15 at the level of an internal radial shoulder 16, surrounding the entry of a central bore 17 of the downstream part 15, and having an annular groove housing a seal d '' O-ring 18 elastically deformable and applied against the radial web 8 of the cap 5, the outer ring 6 of which is held against the periphery of the nose 2 by ribs 19 internal to the upstream part 14 of the skirt 13, between the shoulder 16 and radial holes 20 drilled in this upstream part 14, for supplying pneumatic assistance air, substantially at atmospheric pressure, passing between the ribs 19 as far as the holes 11 in the outer ring 6 of the cover 15.
  • the skirt 13 supplies the cap 5 with spray assistance air.
  • the central bore 17 of the downstream part 15 of the skirt 13, mounted substantially coaxial around the axis XX on the nose 2 and the body 1 of the injector, is a frustoconical coaxial bore diverging downstream and so that the side wall of this part 15 of the skirt 13 is progressively thinned at a bevel 21 of thickness decreasing from upstream to downstream, to its free downstream edge forming the trailing edge 22 in a thinned blade.
  • downstream end part of the latter is formed by a single annular bevel 21 diverging downstream, but, as a variant, the downstream part 15 of the skirt 13 may be of polygonal section and formed of opposite side walls, each of which is progressively thinned at a bevel of thickness decreasing downstream to a trailing edge downstream in a thinned blade.
  • two fuel passages 23 are delimited, in communication one with the other in the bore 17, and each opening by an outlet orifice 24 in one respectively of the air intake ducts supplying the same combustion chamber of the engine.
  • the downstream part 15 of the skirt 13 is sufficiently short, taking into account the angle of separation of the developed jets J1 and J2, so that these jets pass freely, as shown in FIG. 1, in the space delimited by the divergent bore 17, and therefore in the fuel passages 23 opening at 24 in the air intake ducts.
  • the bevel 21 with a free downstream edge in a thinned blade 22 forming a trailing edge the liquid fuel films, supplied during the transient phases of the injector, and flowing along the internal walls of the downstream part 15 of the skirt 13, are torn off by the flow of air in the intake ducts, and possibly around the downstream end part of the skirt 13, which can protrude in these ducts.
  • the short skirt 13 of the injector of FIG. 1 can be particularly advantageous when the distance between the nozzle 2 of the injector and the intake valves of the combustion chamber to be supplied is not too great, taking account of the divergence of the J1 and J2 jets.
  • an injector with a long skirt can advantageously be used, for example according to one of the variants of FIGS. 2 to 8, which differ from the injector of FIG. 1 only by the shape and the length of the downstream part of their skirt, so that the same reference numbers are kept to designate the same elements.
  • the modular twin-jet injector with air assistance of Figure 2 has a long skirt 25, the downstream part 26 has a central bore 27 of cylindrical-conical shape, and more precisely formed of an upstream portion 27a frustoconical and divergent from upstream to downstream, of a intermediate cylindrical portion 27b preferably of circular section, extending over most of the length of the downstream part 26 of the skirt 25, and a downstream portion 27c also of frustoconical shape and divergent from upstream to downstream.
  • This downstream portion 27c of the bore 27 constitutes the internal face of an annular bevel 28, constituting the downstream end of the downstream part 26 of the skirt 25, and ending at its free downstream edge 29 in a thinned blade forming the edge of flight.
  • the length of the downstream part 26 of the skirt 25, and in particular the axial dimension of its bore portions 27a and 27b, is adapted to the rest of the injector, and in particular to the calibrated holes of its nose 2 so that each of the two diverging jets of fuel J1 and J2 coming from the nose 2 strikes a zone 30 situated upstream from the bevel 28 on the internal face of one respectively of two diametrically opposite parts of the side wall of the downstream part of the skirt 26 .
  • each of the jets J1 and J2 breaks on the side wall of the skirt 25, and the fuel of this jet is then dispersed and diffused by the bevel 28 and its trailing edge in a thinned blade 29 in one of the conduits respectively.
  • the thinned blade 29 of the skirt 25 approximates the post-diffusion which it provides for the corresponding intake valves, relative to the nose 2 of the injector, from which the two fuel jets J1 and J2 come out. These jets are moreover angularly refocused by their percussion at 30 on parts of the side wall of the skirt. This results in some compensation for too great a distance separating the injector nose 2 of the corresponding intake valve (s), therefore minimal formation of liquid fuel films on the wall of the intake ducts, and greater insensitivity to a variation in the angle of separation between the J1 and J2 jets.
  • FIGS. 3 and 4 represent a variant of injector with a long skirt forming a post-diffuser which is essentially distinguished from that of FIG. 2 only by the shape of the central bore of the downstream part of the skirt and the structure of the parts. opposite of its side wall forming the bevels.
  • the skirt 31 has a downstream part 32 whose central bore 33 is formed of an upstream portion 33a frustoconical diverging downstream and of limited axial dimension, and a downstream portion 33b, which is preferably cylindrical in section circular and extends over the rest of the length of the downstream part of the skirt 32.
  • Bevels 34 of decreasing thickness from upstream to downstream to a free downstream edge or trailing edge 35 in a thinned blade are formed in the downstream end part of the bore 33 by cylindrical machining of axes inclined one on the other and on the longitudinal axis of the skirt 31, and converging towards the inside of the skirt 31, the machining operations being carried out in the internal face of the two diametrically opposite halves of the bottom of the skirt 31.
  • each free downstream edge 35 in a thinned blade of a bevel 34 has a concave notch 36, with concavity turned downstream, and substantially symmetrical, like each bevel 34, relative to the median diametral plane of the bore 33 corresponding to the plane of Figure 3, that is to say the plane containing substantially the axes of the fuel jets J1 and J2 and the longitudinal axis of the injector.
  • outlet orifice formed by the skirt 31 for each of the fuel jets J1 and J2 is thus delimited between the two opposite side walls each formed by one of the two bevels 34 which diverge downstream with respect to one another to the other and relative to the axis of the bore 33, delimiting thus between them a divergent passage downstream.
  • each of the two diverging jets of fuel J1 and J2 strikes a percussion zone 37 situated upstream of a corresponding bevel 34, on one respectively of two diametrically opposite parts of the internal face of the side wall of the skirt, in the cylindrical part 33b of its central bore 33.
  • each fuel jet is then dispersed and diffused in one of the two corresponding air ducts, in which an excellent air-fuel mixture is obtained by to the whistle shape given to the outlet orifice of the skirt for each jet of fuel by the cooperation of a bevel 34, of its trailing edge 35 in thinned blade and of its concave notch 36.
  • the concave indentation 36 improves fuel spraying by tearing off the liquid fuel films flowing on the internal face of the side walls of the skirt, downstream of the percussion zones 37.
  • the bevels can be produced on the external face of the downstream end part of the skirt, as shown in FIGS. 5 to 8.
  • the skirt 38 has its downstream part 39, the central bore 40 of which comprises an upstream portion 40a frustoconical diverging downstream and a downstream portion 40b, which follows it, and which is cylindrical and preferably circular in section up to the downstream end of the skirt 51.
  • Two bevels 41 are each formed by one respectively of two cylindrical machining of axes inclined one on the other and symmetrically on the longitudinal axis of the skirt 38, and concurrent with the latter downstream of the skirt 38.
  • Each bevel 41 is formed in the external face of one respectively of the two diametrically opposite parts of the cylindrical wall of the downstream end part of the skirt 38, against the internal face of which the jets J1 and J2 break in the percussion zones 44.
  • the bevels 41 are formed so that each of them ends in a trailing edge in a thinned blade 42 having a concave notch 43, with a concavity facing downstream, which improves the diffusion, in a corresponding air duct, of the fuel coming from the post-jet sprayed on the trailing edge 42 and the corresponding notch 43.
  • the central bore 47 of the downstream part 46 of the skirt 45 has a downstream end portion 47c frustoconical and divergent downstream, which follows the intermediate cylindrical portion 47b itself following the upstream portion 47a frustoconical and diverging downstream.
  • the two bevels 48 on the trailing edge of a thinned blade 49 having a concave notch 50 are preferably formed by two machining operations in the external face of the opposite halves of the wall of the downstream part 46 of the skirt, at the level not only of the whole divergent downstream portion 47c of the internal bore, but also of an adjacent part of the cylindrical bore portion 47b.
  • the bevels 48 meet substantially at the level of two diametrically opposite points, projecting downstream, and obtained by the cylindrical machining of axes inclined one on the other and symmetrically on the longitudinal axis of the skirt 45, due to their intersections with the divergent frustoconical bore portion 47c in the wall of the downstream part of skirt 46.
  • each trailing edge in a thinned blade 49 with its notch 50 is formed in the skirt on one side of the wall directly downstream of one of the two impact zones 51 of the two fuel jets J1 and J2.
  • This variant like those of FIGS. 3 to 6, promotes the transfer of the fuel from the jets J1 and J2 to the two corresponding air ducts, under conditions suitable for guaranteeing a good preparation of the air-fuel mixture until the inlet of the combustion chamber.

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Abstract

L'injecteur comprend un corps (1) avec un nez (2) présentant au moins un trou calibré de sortie de jets de carburant ainsi qu'une jupe (25) de dispersion du carburant reçu en jets, la jupe (25) étant tubulaire et prolongeant le corps (1) auquel elle est fixée par sa partie amont (14), et sa partie aval (26) est formée, au moins vers l'aval, par au moins une paroi latérale amincie en biseau (28) d'épaisseur décroissant vers l'aval jusqu'à son bord libre aval en lame amincie (29). De préférence, une échancrure concave tournée vers l'aval est ménagée dans le bord libre de chaque biseau, et chaque jet de carburant (J1, J2) de l'injecteur bi-jet percute une zone (30) sur la face interne d'une paroi latérale de la jupe. Application aux injecteurs, en particulier multi-jet, de moteurs automobiles. <IMAGE>

Description

  • L'invention se rapporte à un injecteur de carburant de tout type délivrant au moins un jet de carburant, et concerne en particulier un injecteur du type dit "multi-jet", et plus spécialement du type "bi-jet", pour l'alimentation d'un moteur à combustion interne, en particulier à au moins deux soupapes d'admission par chambre de combustion du moteur et par injection de carburant sélectivement dans l'un ou chacun de deux conduits d'admission d'air par chambre de combustion.
  • L'invention concerne donc le domaine des injecteurs de carburant pour moteurs, notamment d'automobiles, équipés d'une installation d'alimentation en carburant par injection, notamment du type dit "multipoint", c'est-à-dire comprenant, pour chaque chambre de combustion, au moins un injecteur à commande de préférence électrique, qui débouche dans le collecteur d'admission d'air au voisinage d'une soupape d'admission correspondante, et l'injecteur de l'invention est avantageusement appliqué à l'équipement de moteurs à injection à au moins deux conduits d'admission d'air par chambre de combustion et ayant éventuellement au moins deux soupapes d'admission par chambre de combustion.
  • Dans ces moteurs, pour obtenir les différentes conditions nécessaires à un bon déroulement de la combustion, et notamment pour contrôler le degré d'homogénéité du mélange air-carburant dans les chambres de combustion et réguler l'accord acoustique du circuit d'admission en procurant les performances de couple recherchées, on a déjà proposé d'alimenter chaque chambre de combustion par plusieurs conduits d'admission d'air, idéalement en nombre égal au nombre de soupapes d'admission de la chambre de combustion, de façon à réguler l'alimentation de la chambre de combustion par le contrôle de l'ouverture de l'un ou de plusieurs des conduits débouchant en amont des soupapes d'admission de cette chambre.
  • A cet effet, il a déjà été proposé d'utiliser, pour chaque chambre de combustion à au moins deux soupapes d'admission, un injecteur multi-jet, et en particulier bi-jet, qui, au ralenti et aux charges faibles et moyennes du moteur, fonctionne en injecteur mono-jet, injectant un jet de carburant dans un premier conduit d'admission d'air et dirigé vers une première soupape d'admission, puis, aux fortes charges du moteur, qui fonctionne en injecteur bi-jet, c'est-à-dire délivrant, en plus du premier jet, un second jet de carburant injecté dans le second conduit d'admission d'air et dirigé vers une seconde soupape d'admission.
  • Un tel injecteur bi-jet permet de piloter, dans une certaine mesure, les conditions de formation du mélange air-carburant dans la chambre de combustion correspondante, par la fermeture plus ou moins complète de l'un des conduits d'admission dans cette chambre, effectuée avec un organe d'étranglement situé en aval du papillon principal régulant l'alimentation en air du collecteur d'admission.
  • Toutefois, la qualité de l'alimentation d'une chambre de combustion en mélange air-carburant ainsi que la qualité de ce mélange restent tributaires des formes et dimensions des portions du ou des conduits d'admission d'air qui s'étendent entre l'embouchure du logement d'injecteur dans ce ou ces conduits et le ou les sièges de la ou des soupapes d'admission correspondantes. En particulier, la longueur du ou des conduits d'admission entre sensiblement le nez de l'injecteur et la ou les soupapes d'admission, ainsi que la forme du raccordement du logement d'injecteur au(x) conduit(s) d'admission d'air sont déterminants.
  • L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et en particulier de proposer un injecteur de carburant assurant une meilleure préparation du mélange air-carburant que celle qui est obtenue avec les injecteurs connus.
  • Un autre but de l'invention est de proposer un injecteur de carburant, en particulier du type multi-jet, convenant mieux aux diverses exigences de la pratique que ceux connus, notamment en ce qu'il peut être monté sur tout collecteur d'admission ou, éventuellement, toute culasse, de structure classique connue, sans adaptation préalable particulièrement fine de l'injecteur au collecteur ou à la culasse.
  • En particulier, l'invention a pour but de proposer un injecteur de carburant, de structure avantageuse 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'injection correspondantes est relativement grande.
  • A cet effet, l'injecteur de carburant selon l'invention, en particulier du type dit multi-jet, comprenant un corps muni d'un nez, destiné à être tourné vers au moins un conduit d'air, et présentant au moins un trou calibré de sortie d'au moins un jet de carburant orienté sensiblement vers le ou les conduits d'air correspondants, se caractérise en ce qu'il comprend également une jupe de dispersion du carburant qu'elle reçoit de chaque trou calibré et qu'elle transfère dans le ou lesdits conduits d'air, la jupe ayant une structure générale tubulaire, prolongeant sensiblement le corps et présentant une partie amont solidaire du corps et entourant le nez d'injecteur et le ou les trous calibrés, et une partie aval délimitant au moins un orifice de sortie par lequel au moins un passage de carburant formé dans la jupe, débouche vers le ou l'un des conduits d'air, la jupe étant formée, au moins dans sa partie aval, par au moins une paroi latérale progressivement amincie en biseau d'épaisseur décroissant de l'amont vers l'aval jusqu'à son bord libre aval, en lame amincie.
  • Le ou les biseaux peuvent être réalisés sur la face interne comme sur la face externe de la partie aval de la jupe, utilisée selon l'invention comme diffuseur actif du carburant issu du ou des trous calibrés du nez d'injecteur.
  • Une bonne préparation du mélange air-carburant est ainsi assurée, par le fait que le ou les bords libres en lame amincie de la ou des parois de la jupe à son extrémité aval permettent l'arrachement, par l'énergie contenue dans l'écoulement d'air dans le ou les conduits d'admission adjacents à cette extrémité aval de la jupe, de films de carburant provenant du bord du ou des biseaux.
  • Avantageusement cependant, une meilleure préparation du mélange est encore assurée si, en outre, une échancrure concave, à concavité tournée vers l'aval, est ménagée dans le bord libre aval en lame amincie de chaque biseau, car une telle échancrure augmente la longueur du bord de fuite et améliore ainsi l'arrachement et par suite la pulvérisation des films liquides de carburant pouvant s'écouler sur la face interne de la partie aval 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, l'injecteur de l'invention est avantageusement tel qu'au moins une paroi latérale de sa jupe de dispersion présente, sur sa face interne, au moins une zone destinée à être percutée par au moins un jet de carburant sortant d'au moins un trou calibré.
  • La jupe d'injecteur ainsi réalisée, obtenue par une adaptation de sa géométrie, et en particulier de sa longueur, au nez d'injecteur, et notamment à l'angle de séparation ou de divergence entre les jets de carburant sortant des trous calibrés du nez dans le cas d'un injecteur multi-jet, procure un effet de post-pulvérisation, en utilisant au moins un bord de fuite de la lame amincie au bord aval de sa ou ses parois latérales comme post-diffuseur. Ce ou ces bords de fuite de post-pulvérisation est ou sont ainsi rapprochés de la ou des soupapes d'admission, et, dans le cas d'un injecteur multi-jet, un recentrage angulaire des jets de carburant sortant du nez d'injecteur est obtenu par leur percussion contre la ou les parois latérales. Cette structure a pour avantage de minimiser la formation de films de carburant liquides sur la paroi dans le prolongement du conduit d'admission dans la culasse, au voisinage du ou des sièges de soupapes d'admission, et de procurer une relative insensibilité vis-à-vis de l'angle de séparation entre les jets de carburant sortant du nez de l'injecteur.
  • En revanche, lorsque la distance entre le nez d'injecteur et la ou les soupapes d'admission correspondantes n'est pas trop grande, il peut être avantageux que le ou les jets de carburant sortant du ou des trous calibrés soient injectés dans un alésage central divergent vers l'aval de la jupe de dispersion, laquelle peut être relativement courte et/ou coopérer avec un nez d'injecteur multi-jet pour lequel l'angle de séparation entre les jets est relativement faible, de sorte que la jupe peut laisser le ou les jets développés de carburant passer librement dans l'espace entre ses parois latérales, jusqu'à l'orifice de sortie du passage de carburant correspondant, qui débouche dans le ou l'un respectivement des conduits d'admission d'air, de sorte à profiter de l'effet post-pulvérisateur du ou des bords de fuite de la ou des lames amincies de la jupe uniquement pour la partie du carburant émanant de l'injecteur durant les phases d'ouverture et de fermeture de celui-ci, car durant ces phases transitoires, la précision de l'orientation du ou des jets est moins bonne que pendant la phase de pleine ouverture de l'injecteur où le ou les jets sont développés, ce qui peut entraîner la formation du dépôt d'un film liquide sur la face interne des parois de la jupe, d'où l'intérêt du profil en lame amincie de celles-ci, conformément à l'invention.
  • Pour réaliser un injecteur à jupe de post-pulvérisation, il est avantageux que le ou les jets de carburant sortant du ou des trous calibrés soient injectés dans un alésage central cylindro-conique de la jupe, à l'extrémité aval de laquelle l'alésage central débouche par un divergent.
  • D'une manière générale, le ou les biseaux de la ou des parois latérales de la jupe, au moins dans sa partie d'extrémité aval, peut ou 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.
  • Dans un mode de réalisation simple, la jupe a une forme générale externe cylindrique de section de préférence circulaire, et présente un alésage central de révolution, auquel cas au moins la partie d'extrémité aval de cet alésage peut être délimitée par un unique biseau annulaire.
  • L'injecteur à jupe de diffusion de carburant selon l'invention peut être un injecteur multi-jet à pulvérisation uniquement hydraulique, assurée par un dispositif mécanique, et de tout type connu.
  • Mais il est également possible que l'injecteur à jupe de diffusion de l'invention soit un injecteur à pulvérisation assistée par air, et notamment à débit d'air plafonné, tel que décrit par exemple dans la demande de brevet français n° 94 08646 de la Demanderesse, et à laquelle on se reportera pour davantage de précision sur la structure et le fonctionnement de l'injecteur.
  • Dans ce dernier cas, l'injecteur comprend avantageusement une coiffe de pulvérisation pneumatique, disposée dans la jupe sensiblement au niveau du nez d'injecteur, et délimitant autour de deux jets de carburant sortant de deux trous calibrés un canal sensiblement annulaire alimenté en air d'assistance à la pulvérisation sensiblement à la pression atmosphérique, la coiffe présentant une pluralité d'orifices de passage de l'air du canal vers les jets de carburant, les orifices de passage d'air ayant des axes sensiblement transversaux aux jets de carburant et étant répartis sur la coiffe de sorte que, lorsque chaque trou calibré est dégagé, et pour de faibles gradients de pression au niveau des orifices de passage d'air, aux fortes charges du moteur, deux jets de carburant sortant des trous calibrés sont diffusés par la jupe chacun vers l'un respectivement des conduits d'admission d'air, tandis que pour de forts gradients de pression, au ralenti et charges faibles et moyennes du moteur, l'un des jets de carburant sortant des trous calibrés étant de préférence dévié, par l'air passant par les orifices de la coiffe, vers l'autre jet de carburant auquel il se mélange en un seul nuage de carburant pulvérisé par voie pneumatique dans la jupe. Dans un tel injecteur, on comprend que la jupe de dispersion du carburant remplit complètement ses fonctions lors de la pulvérisation hydraulique, lorsque l'assistance pneumatique est inefficace, et, inversement, que la jupe de l'injecteur ne remplit pas, ou seulement partiellement, sa fonction de dispersion du carburant et, éventuellement, sa fonction de post-pulvérisateur, lorsque l'assistance pneumatique est efficace.
  • D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'exemples de réalisation concernant des injecteurs de carburant à assistance par air et jupe de dispersion, décrits en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique en coupe diamétrale d'un injecteur bi-jet modulable, avec assistance par air et jupe courte, sans post-diffusion des jets développés,
    • la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 d'un injecteur analogue avec jupe longue formant post-diffuseur,
    • la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 d'un injecteur analogue avec jupe longue à échancrures en sifflet,
    • la figure 4 est une coupe partielle de la partie aval de la jupe de l'injecteur de la figure 3 par un plan orthogonal au plan de cette figure,
    • la figure 5 est une autre vue analogue à la figure 2 d'un injecteur à jupe longue échancrée en sifflet dans des biseaux sur la face externe du bas de la jupe,
    • la figure 6 est une vue partielle en élévation latérale du bas de la jupe de l'injecteur de la figure 5,
    • la figure 7 est encore une autre vue analogue à la figure 2 pour une variante de l'injecteur à jupe échancrée en sifflet de la figure 5, et
    • la figure 8 est une vue analogue à la figure 6 pour la variante de la figure 7.
  • L'injecteur bi-jet, partiellement représenté sur la figure 1, comprend un corps dont la silhouette est montrée en 1, essentiellement cylindrique et de section circulaire, d'axe X-X, dont l'extrémité destinée à être tournée vers les deux conduits d'admission d'air à alimenter en carburant est équipée d'un nez d'injecteur 2, qui présente deux trous calibrés 3 et 4 de sortie de jets de carburant J1 et J2, d'axes A et B divergents l'un par rapport à l'autre et orientés vers une jupe de dispersion de carburant, décrite ci-dessous et dont l'injecteur est muni, et vers l'extérieur de l'injecteur, sensiblement vers les conduits d'air, comme représenté sur la figure 1. Les trous 3 et 4 et les axes A et B sont sensiblement symétriques par rapport à l'axe X-X, et les axes A et B sont sensiblement contenus dans un même plan médian ou diamétral passant par X-X.
  • De manière bien connue, les trous 3 et 4 sont normalement fermés par au moins un obturateur, rappelé en position de fermeture par des moyens de rappel élastique, à l'encontre desquels le ou les obturateurs sont écarté(s) de chaque trou correspondant, pour assurer leur alimentation en carburant sous pression afin de délivrer au moins un jet de carburant, par la commande d'au moins un actionneur logé dans le corps 1 avec le ou les obturateurs et moyens de rappel élastique.
  • L'actionneur peut être à commande pneumatique ou hydraulique, et comporter un équipage mobile entraînant le ou les obturateurs, mais, en général, il s'agit d'au moins un électro-aimant à au moins un enroulement de commande et au moins un noyau solidaire en translation axiale du ou des obturateurs, ainsi écarté(s) du ou des trous 3 et 4 par l'alimentation électrique du ou des enroulements de commande, pour faire jaillir les deux jets de carburant J1 et J2.
  • En l'absence de tout régime de pulvérisation pneumatique, ces jets sont relativement minces, chacun à faible divergence, et sensiblement centrés dans le plan médian contenant les axes X-X, A et B, du fait qu'une pastille de calibrage (non représentée), montée dans le nez 2 et dans laquelle sont percés les trous 3 et 4, constitue également un diaphragme de pulvérisation hydraulique du carburant selon les deux jets J1 et J2.
  • De plus, comme pour un injecteur à pulvérisation assistée par air à débit plafonné, du type connu par la demande de brevet français n° 94 08646 dont la description est incorporée dans la présente demande par voie de référence, l'injecteur est équipé d'une coiffe de pulvérisation par air 5, de forme générale annulaire, qui est montée par sa couronne cylindrique périphérique 6 autour du nez 2, et qui présente une cheminée centrale 7, de forme cylindro-conique, engagée à l'intérieur de l'évidement tronconique dans la face du nez 2 du côté opposé au corps 1, en étant appliquée par son extrémité supérieure libre contre le nez 2, autour des trous calibrés 3 et 4. La coiffe 5 comprend également un voile 8 radial (par rapport à l'axe X-X) raccordant la cheminée 7 à la couronne périphérique 6 appliquée contre la périphérie du nez 2, de sorte que la coiffe 5 délimite avec le nez 2, d'une part, une zone 9 de mélange et d'assistance pneumatique à la pulvérisation, délimitée à l'intérieur de la cheminée 7, et dans laquelle débouchent les deux trous calibrés 3 et 4 de sortie des jets de carburant J1 et J2, et, d'autre part, un canal annulaire périphérique 10, qui est alimenté en air sensiblement à la pression atmosphérique par des trous 11 dans la couronne 6. L'air d'assistance pneumatique à la pulvérisation parvient dans le canal 10, en passant dans la jupe de diffusion de carburant décrite ci-dessous et dans une conduite qui la relie à une prise d'air située entre la sortie du filtre à air du moteur et le corps de papillon assurant la régulation de l'alimentation principale en air du moteur. Cet air parvenu dans le canal 10 est introduit en jets d'air dans la zone de mélange et de pulvérisation 9, pour assurer une bonne préparation du mélange air-carburant dans les jets J1 et J2, en passant par des orifices 12 définis de passage d'air, ménagés avec des dimensions appropriées dans la partie conique de la cheminée centrale 7 de la coiffe 6, avec une distribution et une orientation particulières, qui sont décrites ci-dessous.
  • Les orifices 12 de passage d'air de la coiffe 5 sont par exemple répartis symétriquement par rapport au plan diamétral et médian contenant les axes A et B des trous 3 et 4 et l'axe X-X de l'injecteur (plan de la figure 1), et, simultanément, ces orifices 12 sont dissymétriques par rapport à un second plan diamétral, perpendiculaire à celui précité. Les axes de ces orifices 12 sont inclinés et convergent les uns vers les autres et vers l'intérieur de la zone de pulvérisation 9, et l'axe de chaque orifice 12 est légèrement incliné de l'amont vers l'aval sur l'axe longitudinal X-X de l'injecteur, les jets d'air passant par ces orifices 12 étant ainsi sensiblement transversaux aux jets de carburant J1 et J2. L'orientation et la distribution particulières des orifices 12 de passage d'air ont pour effet qu'aux fortes charges du moteur, donc quand le papillon d'admission d'air est à pleine ouverture, le gradient de pression appliqué aux orifices 12, entre le canal 10 sensiblement à la pression atmosphérique et la zone 9, est un gradient faible, de sorte que les jets d'air passant par les orifices 12 ne perturbent ni ne modifient l'orientation des jets J1 et J2 sortant des trous calibrés 3 et 4.
  • En revanche, lorsque le moteur fonctionne à charges faibles ou moyennes, ou au ralenti, le papillon d'admission d'air est entrebaillé, la dépression à l'admission du moteur est importante, et le gradient appliqué aux orifices 12 de passage d'air est important. Les jets d'air traversant ces orifices 12 sont alors suffisamment puissants pour, compte tenu de la disposition et de l'orientation de ces orifices 12, dévier le jet de carburant J1, dont la pulvérisation est améliorée par les jets d'air, vers le jet J2, de sorte à mélanger les jets et à les fusionner en un nuage unique de carburant, bien pulvérisé par l'assistance pneumatique, et qui est dirigé, au travers de la jupe décrite ci-dessous, vers le seul des deux conduits d'admission d'air qui est à alimenter dans ce mode de fonctionnement. Dans cette configuration, l'injecteur bi-jet fonctionne comme un mono-jet. Cette déflexion de l'un des deux jets de carburant pulvérisé vers l'autre résulte de la structure dissymétrique donnée aux moyens assurant la diffusion de l'air d'assistance pneumatique à la pulvérisation par la coiffe 5. Le passage de l'une à l'autre des deux configurations de fonctionnement en bi-jet et en mono-jet s'effectue par une adaptation automatique pour un seuil de gradient pneumatique pour lequel le nombre, la taille, la répartition et l'orientation des orifices 12 de passage d'air ont été déterminés.
  • Ainsi, l'air parvenant dans la zone 9 est efficace pour améliorer la pulvérisation du carburant aux charges faibles ou moyennes, à tous régimes et au ralenti. Une excellente pulvérisation est assurée dans les modes de fonctionnement à charge réduite tels que lors de la mise en action ou de décélérations à régime élevé.
  • L'injecteur comprend également une jupe de dispersion de carburant 13, de forme générale externe cylindrique de section circulaire, et de structure tubulaire, dont la partie amont 14 délimite un logement interne de révolution et de section élargie, permettant le montage et la fixation de la jupe 13 autour du corps 1 et du nez 2, par tous moyens mécaniques appropriés et connus (vissage ou sertissage par exemple).
  • La partie amont 14 de la jupe 13 se raccorde à sa partie aval 15 au niveau d'un épaulement radial interne 16, entourant l'entrée d'un alésage central 17 de la partie aval 15, et présentant une gorge annulaire logeant un joint d'étanchéité torique 18 élastiquement déformable et appliqué contre le voile radial 8 de la coiffe 5, dont la couronne externe 6 est maintenue contre la périphérie du nez 2 par des nervures 19 internes à la partie amont 14 de la jupe 13, entre l'épaulement 16 et des trous radiaux 20 percés dans cette partie amont 14, pour l'alimentation en air d'assistance pneumatique, sensiblement à la pression atmosphérique, passant entre les nervures 19 jusqu'aux trous 11 dans la couronne externe 6 de la coiffe 15.
  • Ainsi, la jupe 13 assure l'alimentation de la coiffe 5 en air d'assistance à la pulvérisation.
  • L'alésage central 17 de la partie aval 15 de la jupe 13, montée sensiblement coaxiale autour de l'axe X-X sur le nez 2 et le corps 1 de l'injecteur, est un alésage coaxial tronconique divergent vers l'aval et de sorte que la paroi latérale de cette partie 15 de jupe 13 est progressivement amincie en biseau 21 d'épaisseur décroissant de l'amont vers l'aval, jusqu'à son bord libre aval formant bord de fuite 22 en lame amincie.
  • Dans cet exemple, du fait de la forme cylindrique de section circulaire de la jupe 13, la partie d'extrémité aval de cette dernière est formée par un unique biseau annulaire 21 divergent vers l'aval, mais, en variante, la partie aval 15 de la jupe 13 peut être de section polygonale et formée de parois latérales opposées dont chacune est progressivement amincie en biseau d'épaisseur décroissant vers l'aval jusqu'à un bord de fuite aval en lame amincie.
  • Ainsi, à l'intérieur de l'unique biseau annulaire 21, ou entre les biseaux de parois latérales opposées, sont délimités deux passages de carburant 23, en communication l'un avec l'autre dans l'alésage 17, et s'ouvrant chacun par un orifice de sortie 24 dans l'un respectivement des conduits d'admission d'air alimentant une même chambre de combustion du moteur.
  • La partie aval 15 de la jupe 13 est suffisamment courte, compte tenu de l'angle d'écartement des jets développés J1 et J2, pour que ces jets passent librement, comme représenté sur la figure 1, dans l'espace délimité par l'alésage divergent 17, et donc dans les passages de carburant 23 débouchant en 24 dans les conduits d'admission d'air. Grâce au biseau 21 à bord libre aval en lame amincie 22 formant bord de fuite, les films liquides de carburant, alimentés pendant les phases transitoires de l'injecteur, et s'écoulant le long des parois internes de la partie aval 15 de la jupe 13, sont arrachés par l'écoulement de l'air dans les conduits d'admission, et éventuellement autour de la partie d'extrémité aval de la jupe 13, qui peut faire saillie dans ces conduits.
  • Une bonne diffusion de la totalité du carburant dans l'air d'admission est ainsi assurée par l'injecteur à jupe 13, lorsque l'injecteur est en configuration de pulvérisation uniquement hydraulique, c'est-à-dire sans assistance pneumatique à la pulvérisation.
  • La jupe 13 courte de l'injecteur de la figure 1 peut être particulièrement avantageuse lorsque la distance entre le nez 2 de l'injecteur et les soupapes d'admission de la chambre de combustion à alimenter n'est pas trop grande, compte tenu de la divergence des jets J1 et J2.
  • Lorsque cette distance est grande, un injecteur à jupe longue peut avantageusement être utilisé, par exemple selon l'une des variantes des figures 2 à 8, qui ne se distinguent de l'injecteur de la figure 1 que par la forme et la longueur de la partie aval de leur jupe, de sorte que les mêmes références numériques sont conservées pour désigner les mêmes éléments.
  • L'injecteur bi-jet modulable avec assistance par air de la figure 2 a une jupe longue 25 dont la partie aval 26 présente un alésage central 27 de forme cylindro-conique, et formé plus précisément d'une portion amont 27a tronconique et divergente de l'amont vers l'aval, d'une portion intermédiaire 27b cylindrique de préférence de section circulaire, s'étendant sur la majeure partie de la longueur de la partie aval 26 de la jupe 25, et une portion aval 27c également de forme tronconique et divergente de l'amont vers l'aval. Cette portion aval 27c de l'alésage 27 constitue la face interne d'un biseau annulaire 28, constituant l'extrémité aval de la partie aval 26 de la jupe 25, et se terminant à son bord libre aval 29 en lame amincie formant bord de fuite.
  • La longueur de la partie aval 26 de la jupe 25, et en particulier la dimension axiale de ses portions d'alésage 27a et 27b, est adaptée au reste de l'injecteur, et en particulier aux trous calibrés de son nez 2 de sorte que chacun des deux jets divergents de carburant J1 et J2 issus du nez 2 vient percuter une zone 30 située en amont du biseau 28 sur la face interne de l'une respectivement de deux parties diamétralement opposées de la paroi latérale de la partie aval de jupe 26.
  • Ainsi, chacun des jets J1 et J2 se brise sur la paroi latérale de la jupe 25, et le carburant de ce jet est ensuite dispersé et diffusé par le biseau 28 et son bord de fuite en lame amincie 29 dans l'un respectivement des conduits d'air, dans lequel il se forme un bon mélange air-carburant, grâce à la présence de ce biseau 28 et de son bord de fuite en lame amincie 29.
  • La lame amincie 29 de la jupe 25 rapproche la post-diffusion qu'elle assure des soupapes d'admission correspondantes, par rapport au nez 2 de l'injecteur, d'où sortent les deux jets de carburant J1 et J2. Ces jets sont de plus recentrés angulairement par leur percussion en 30 sur des parties de la paroi latérale de la jupe. Il en résulte une certaine compensation d'une trop grande distance séparant le nez d'injecteur 2 de la ou des soupapes d'admission correspondantes, donc une formation minimale de films liquides de carburant sur la paroi des conduits d'admission, et une plus grande insensibilité à une variation de l'angle d'écartement entre les jets J1 et J2.
  • Les figures 3 et 4 représentent une variante d'injecteur à jupe longue formant post-diffuseur qui ne se distingue essentiellement de celui de la figure 2 que par la forme de l'alésage central de la partie aval de la jupe et la structure des parties opposées de sa paroi latérale formant les biseaux.
  • En effet, la jupe 31 comporte une partie aval 32 dont l'alésage central 33 est formé d'une portion amont 33a tronconique divergent vers l'aval et de dimension axiale limitée, et une portion aval 33b, qui est cylindrique de préférence de section circulaire et s'étend sur le reste de la longueur de la partie aval de jupe 32. Des biseaux 34 d'épaisseur décroissant de l'amont vers l'aval jusqu'à un bord libre aval ou bord de fuite 35 en lame amincie sont formés dans la partie d'extrémité aval de l'alésage 33 par des usinages cylindriques d'axes inclinés l'un sur l'autre et sur l'axe longitudinal de la jupe 31, et convergents vers l'intérieur de la jupe 31, les usinages étant pratiqués dans la face interne des deux moitiés diamétralement opposées du bas de la jupe 31. Ainsi, chaque bord aval libre 35 en lame amincie d'un biseau 34 présente une échancrure concave 36, à concavité tournée vers l'aval, et sensiblement symétrique, comme chaque biseau 34, par rapport au plan diamétral médian de l'alésage 33 correspondant au plan de la figure 3, c'est-à-dire au plan contenant sensiblement les axes des jets de carburant J1 et J2 et l'axe longitudinal de l'injecteur.
  • L'orifice de sortie formé par la jupe 31 pour chacun des jets de carburant J1 et J2, est ainsi délimité entre les deux parois latérales opposées formées chacune par l'un des deux biseaux 34 qui divergent vers l'aval l'un par rapport à l'autre et par rapport à l'axe de l'alésage 33, en délimitant ainsi entre eux un passage divergent vers l'aval.
  • De plus, chacun des deux jets divergents de carburant J1 et J2 vient frapper une zone de percussion 37 située en amont d'un biseau 34 correspondant, sur l'une respectivement de deux parties diamétralement opposées de la face interne de la paroi latérale de la jupe, dans la partie cylindrique 33b de son alésage central 33. Après percussion en 37, chaque jet de carburant est ensuite dispersé et diffusé dans l'un des deux conduits d'air correspondant, dans lequel un excellent mélange air-carburant est obtenu grâce à la conformation en sifflet donnée à l'orifice de sortie de la jupe pour chaque jet de carburant par la coopération d'un biseau 34, de son bord de fuite 35 en lame amincie et de son échancrure concave 36. En particulier, l'échancrure concave 36 améliore la pulvérisation du carburant par l'arrachement des films liquides de carburant s'écoulant sur la face interne des parois latérales de la jupe, en aval des zones 37 de percussion.
  • En variante, les biseaux peuvent être réalisés sur la face externe de la partie d'extrémité aval de la jupe, comme représenté sur les figures 5 à 8.
  • Dans la variante des figures 5 et 6, la jupe 38 a sa partie aval 39 dont l'alésage central 40 comprend une portion amont 40a tronconique divergente vers l'aval et une portion aval 40b, qui lui fait suite, et qui est cylindrique et de section de préférence circulaire jusqu'à l'extrémité aval de la jupe 51. Deux biseaux 41 sont formés chacun par l'un respectivement de deux usinages cylindriques d'axes inclinés l'un sur l'autre et symétriquement sur l'axe longitudinal de la jupe 38, et concourants avec ce dernier en aval de la jupe 38. Chaque biseau 41 est formé dans la face externe de l'une respectivement des deux parties diamétralement opposées de la paroi cylindrique de la partie d'extrémité aval de la jupe 38, contre la face interne desquelles les jets J1 et J2 viennent se briser dans les zones de percussion 44. Les biseaux 41 sont formés de sorte que chacun d'eux se termine par un bord de fuite en lame amincie 42 présentant une échancrure concave 43, à concavité tournée vers l'aval, ce qui améliore la diffusion, dans un conduit d'air correspondant du carburant provenant du jet post-pulvérisé sur le bord de fuite 42 et l'échancure 43 correspondante.
  • Enfin, dans la variante des figures 7 et 8, l'alésage central 47 de la partie aval 46 de la jupe 45 présente une portion d'extrémité aval 47c tronconique et divergente vers l'aval, qui fait suite à la portion intermédiaire 47b cylindrique faisant elle-même suite à la portion amont 47a tronconique et divergente vers l'aval. Les deux biseaux 48 à bord de fuite en lame amincie 49 présentant une échancrure concave 50 sont formés de préférence par deux usinages dans la face externe des moitiés opposées de la paroi de la partie aval 46 de la jupe, au niveau non seulement de toute la portion aval divergente 47c de l'alésage interne, mais également d'une partie adjacente de la portion d'alésage cylindrique 47b. Dans cette variante, les biseaux 48 se rejoignent sensiblement au niveau de deux pointes diamétralement opposées, saillant vers l'aval, et obtenues par les usinages cylindriques d'axes inclinés l'un sur l'autre et symétriquement sur l'axe longitudinal de la jupe 45, en raison de leurs intersections avec la portion d'alésage tronconique divergente 47c dans la paroi de la partie aval de jupe 46. Dans cette variante également, chaque bord de fuite en lame amincie 49 avec son échancrure 50 est formé dans la jupe sur un côté de la paroi directement en aval de l'une des deux zones de percussion 51 des deux jets de carburant J1 et J2.
  • Cette variante, comme celles des figures 3 à 6, favorise le transfert du carburant des jets J1 et J2 aux deux conduits d'air correspondants, dans des conditions propres à garantir une bonne préparation du mélange air-carburant jusqu'à l'entrée de la chambre de combustion.

Claims (10)

  1. Injecteur de carburant, en particulier du type dit "multi-jet", pour l'alimentation d'un moteur à combustion interne, en particulier à au moins deux soupapes d'admission par chambre de combustion du moteur et par injection de carburant sélectivement dans l'un ou chacun de deux conduits d'admission d'air par chambre de combustion, l'injecteur comprenant un corps (1) muni d'un nez (2), destiné à être tourné vers au moins un conduit d'air, et présentant au moins un trou calibré (3, 4) de sortie d'au moins un jet de carburant (J1, J2) orienté sensiblement vers le ou les conduits d'air correspondants, caractérisé en ce qu'il comprend également une jupe (12) de dispersion du carburant qu'elle reçoit de chaque trou calibré (3, 4) et qu'elle transfère dans le ou lesdits conduits d'air, la jupe (13) ayant une structure générale tubulaire, prolongeant sensiblement le corps (1) et présentant une partie amont (14) solidaire du corps (1) et entourant le nez (2) d'injecteur et le ou les trous calibrés (3, 4), et une partie aval (15) délimitant au moins un orifice de sortie (24) par lequel au moins un passage de carburant (23) formé dans la jupe (13) débouche vers le ou l'un des conduits d'air, la jupe étant formée, au moins dans sa partie aval (15), par au moins une paroi latérale progressivement amincie en biseau (21) d'épaisseur décroissant de l'amont vers l'aval jusqu'à son bord libre aval, en lame amincie (22).
  2. Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque jet de carburant (J1, J2) sortant de chaque trou calibré (3, 4) est injecté dans un alésage central (17) divergent vers l'aval de la jupe (13).
  3. Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque jet de carburant (J1, J2) sortant de chaque trou calibré (3, 4) est injecté dans un alésage central (27) cylindro-conique de la jupe (25), à l'extrémité aval de laquelle l'alésage central (27) débouche par un divergent (27c).
  4. Injecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une échancrure concave (36), à concavité tournée vers l'aval, est ménagée dans le bord libre aval en lame amincie (35) de chaque biseau (34).
  5. Injecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ou les biseaux (34) sont réalisés sur la face interne de la partie aval (32) de la jupe (31).
  6. Injecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ou les biseaux (41, 48) sont réalisés sur la face externe de la partie aval (39, 46) de la jupe (38, 45).
  7. Injecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins une paroi latérale (26) de la jupe (25) présente sur sa face interne (27b) une zone (30) destinée à être percutée par au moins un jet (J1, J2) de carburant sortant d'au moins un trou calibré (3, 4).
  8. Injecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la jupe (13) a une forme générale externe cylindrique de section de préférence circulaire, et présente un alésage central (17) de révolution.
  9. Injecteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'au moins la partie d'extrémité aval (27c) de l'alésage central (27) de la jupe (25) est délimitée par un biseau annulaire (28).
  10. Injecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est du type bi-jet à pulvérisation avec assistance pneumatique, et comprend une coiffe (5) de pulvérisation pneumatique, disposée dans la jupe (13) sensiblement au niveau du nez d'injecteur (2), et délimitant autour de deux jets de carburant (J1, J2) sortant de deux trous calibrés (3, 4) un canal (10) sensiblement annulaire alimenté en air d'assistance à la pulvérisation sensiblement à la pression atmosphérique, la coiffe (5) présentant une pluralité d'orifices (12) de passage de l'air du canal (5) vers les jets de carburant (J1, J2), les orifices (12) de passage d'air ayant des axes sensiblement transversaux aux jets de carburant (J1, J2) et étant répartis sur la coiffe (5) de sorte que, lorsque chaque trou calibré (3, 4) est dégagé, et pour de faibles gradients de pression au niveau des orifices (12) de passage d'air, aux fortes charges du moteur, deux jets de carburant (J1, J2) sortant des trous calibrés (3, 4) sont diffusés par la jupe (13) chacun vers l'un respectivement de deux conduits d'admission d'air, tandis que pour de forts gradients de pression, au ralenti et charges faibles et moyennes du moteur, l'un (J1) des jets de carburant sortant des trous calibrés (3, 4) étant de préférence dévié, par l'air passant par les orifices (12) de la coiffe (5), vers l'autre jet de carburant (J2) auquel il se mélange en un seul nuage de carburant pulvérisé par voie pneumatique dans la jupe (13).
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