EP1980729B1 - Cooling nozzle with valve - Google Patents
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- EP1980729B1 EP1980729B1 EP20080152694 EP08152694A EP1980729B1 EP 1980729 B1 EP1980729 B1 EP 1980729B1 EP 20080152694 EP20080152694 EP 20080152694 EP 08152694 A EP08152694 A EP 08152694A EP 1980729 B1 EP1980729 B1 EP 1980729B1
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- Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
- Y10T137/7904—Reciprocating valves
- Y10T137/7922—Spring biased
- Y10T137/7929—Spring coaxial with valve
Definitions
- the nozzle body 1 as shown comprises an upstream section la with a cylindrical outer surface of revolution ground to be forcefully and sealingly introduced into an end bore of an engine coolant supply channel. (not shown)
- a section with a ground external surface it is possible to provide another known means of attachment, for example an attached fixing plate, and a seal provided by an annular seal.
- the upstream section 4b has an outside diameter smaller than the inside diameter of the intermediate section 12b of the axial through-passage 12, thus leaving a peripheral space 16 which allows the axial conduction of fluid from the main seat 13 to the radial outlet passages 8 and 9 It is noted that the upstream end 4a of the tubular guide liner 4 is axially recessed from the main seat 13 downstream, to define an annular fluid passage 17 between the main seat 13 and the peripheral space 16.
- the annular end flange 18 bears axially on the shoulder 12d, is guided laterally in the downstream section 12e, and is retained in the downstream section 12e 12d shoulder by folding the end skirt 14 of the nozzle body 1 on the downstream end face of the annular end flange 18.
- the assembly of the tubular guide liner 4 in the nozzle body 1 can thus be made of easy and fast way, without requiring particularly precise machining.
- the downstream section 4c of the tubular guide liner 4 further comprises a centering section 19 engaged in a corresponding bore of the through axial passage 12.
- the corresponding bore is provided in the intermediate section 12b of the axial through-passage 12, in the downstream holding portion 1c of the nozzle body 1.
- Both variants of radial excrescences 20 illustrated on the Figures 5 and 6 can be used in each of the variants of the figures 4 and 10 .
- downstream end of the nozzle body 1 is spaced a distance D1 from the downstream edge of the radial outlet passages 8 or 9.
- downstream end of the nozzle body 1 is located at a distance D2 from the downstream edge of the radial outlet passages 8 or 9.
- the rear seat 15b is arranged axially in such a way that, when the valve 2 or 2a bears on the rear seat 15b, it releases a just sufficient section of the annular passage of fluid 17 for fluid conduction.
- the passage left between the valve 2 or 2a and the main seat 13 may have substantially the same section as that of the subsequent fluid conduction elements such as the peripheral space 16.
- annular fluid passage 17 and the diameter of the upstream axial passage section 12a will be chosen such that, when the ball-shaped valve 2a is in the closed position ( figure 8 ), the center of the ball-shaped valve 2a is still located downstream of the upstream end 4a of the tubular guide liner 4. This ensures good lateral guidance of the ball-shaped valve 2a in the tubular guide liner 4.
- a nozzle makes it possible to cool several pistons at the same time, in particular in V-shaped engines by providing a plurality of output tubes such as tubes 10 and 11.
- the reduced axial size of the nozzle allows its use in the majority of modern engines very compact.
- the nozzle as described allows to be fixed by fitting the nozzle body by the engine block, without risk of jamming of the valve.
- the dimensions of the various components and coolant passages will be selected to meet the flow specifications.
- the materials can be chosen to meet the specifications.
- the presence of the rear seat 15b makes it possible both to protect the return spring 3 by limiting its compression, to immobilize the valve 2 or 2a when the stroke necessary to obtain the maximum requested flow rate is reached, and to limit leaks. by the vent 21 when the coolant is present at high pressure.
- the particular position of the rear seat 15b, which immobilizes the valve 2 or 2a as soon as the stroke required to obtain the maximum requested flow rate is reached, makes it possible to limit the leaks towards the vent 21 as soon as a relatively low pressure is reached. .
Abstract
Description
La présente invention concerne les gicleurs de refroidissement des pistons d'un moteur à combustion interne, permettant de projeter un fluide de refroidissement tel que de l'huile contre le fond de piston, c'est-à-dire contre la face de piston extérieure à la chambre d'explosion, ou dans une galerie de piston.The present invention relates to the cooling nozzles of the pistons of an internal combustion engine, for projecting a cooling fluid such as oil against the piston bottom, that is to say against the outer piston face to the explosion chamber, or in a piston gallery.
Les gicleurs de refroidissement de piston habituellement utilisés sont des pièces rapportées, fixées sur le carter moteur et communiquant avec un orifice d'amenée de fluide de refroidissement. La position du gicleur est déterminée avec précision pour réaliser un jet de fluide de refroidissement dirigé vers une zone précise du fond de piston ou de la galerie de piston.The piston cooling nozzles usually used are inserts attached to the crankcase and communicating with a coolant supply port. The position of the nozzle is precisely determined to achieve a jet of cooling fluid directed to a specific area of the piston bottom or the piston gallery.
Les gicleurs de refroidissement comportent généralement un clapet, permettant d'inhiber la circulation de fluide de refroidissement tant que la pression du circuit de refroidissement n'a pas dépassé une valeur de seuil déterminée.The cooling nozzles generally include a valve, for inhibiting the circulation of cooling fluid until the pressure of the cooling circuit has exceeded a determined threshold value.
On utilise généralement des structures de gicleur dont le clapet est repoussé par un ressort de compression vers un siège pour obturer un passage de fluide de refroidissement.Jet structures are generally used, the valve of which is pushed back by a compression spring towards a seat to close off a passage of cooling fluid.
On a pu constater que certains gicleurs de refroidissement à clapet donnent satisfaction pendant une durée limitée, durée après laquelle apparaissent des phénomènes d'usure qui perturbent l'étanchéité du clapet et son fonctionnement correct. La durée de fonctionnement correct est d'autant plus courte que la pression nominale du fluide de refroidissement régnant dans les canalisations de refroidissement est élevée. L'usure modifie principalement les caractéristiques d'ouverture du clapet, c'est-à-dire la pression de fluide nécessaire pour déclencher l'ouverture : à neuf, le clapet ouvre à une pression nominale correcte ; après usure, le clapet ouvre à une pression inférieure, pouvant atteindre la moitié de la pression nominale correcte, donc au dessous du régime ralenti du moteur. Il en résulte une perturbation de la pression générale du fluide dans le moteur.It has been found that some valve cooling nozzles are satisfactory for a limited time, after which time appear wear phenomena that disrupt the sealing of the valve and its proper operation. The correct operating time is shorter as the nominal pressure of the coolant in the cooling lines is high. The wear primarily modifies the opening characteristics of the valve, ie the fluid pressure necessary to trigger the opening: at nine, the valve opens at a correct nominal pressure; after wear, the valve opens at a lower pressure, up to half the correct nominal pressure, therefore below the idle speed of the engine. This results in a disturbance of the general pressure of the fluid in the engine.
On a pu observer que l'usure est inévitable lorsque se produisent des phénomènes d'oscillation et de vibration du clapet.It has been observed that wear is inevitable when oscillation and vibration phenomena of the valve occur.
On connaît du document
On a proposé, dans le document
Dans ce document, la chemise de guidage est engagée sans jeu et maintenue en position dans un alésage amont du passage axial traversant du corps de gicleur, et est tenue axialement entre une bague amont rapportée dans le corps de gicleur et un bouchon aval rapporté également dans le corps de gicleur. Un évent est prévu dans le bouchon aval. Le siège principal est réalisé dans la chemise de guidage.In this document, the guide sleeve is engaged without play and held in position in an upstream bore of the axial passage through the nozzle body, and is held axially between an upstream ring attached in the nozzle body and a downstream plug also reported in the jet body. A vent is provided in the downstream plug. The main seat is made in the guide jacket.
Il s'avère qu'une telle structure de gicleur est relativement onéreuse, car elle nécessite la fabrication de plusieurs pièces dont les dimensions doivent être précises pour un ajustage satisfaisant, et elle nécessite un assemblage d'un nombre relativement élevé de pièces. En particulier, plusieurs pièces telles que la bague amont, le bouchon aval et le tronçon amont de chemise de guidage doivent être rectifiés, ainsi que les alésages dans lesquels ces pièces s'engagent sans jeu. Il en résulte un coût de production élevé.It turns out that such a nozzle structure is relatively expensive because it requires the manufacture of several parts whose dimensions must be accurate for a satisfactory fit, and it requires an assembly of a relatively large number of parts. In particular, several parts such as the upstream ring, the downstream plug and the upstream portion of the guide liner must be ground, as well as the bores in which these parts engage without play. This results in a high production cost.
Le document
Le problème proposé par la présente invention est de concevoir une nouvelle structure de gicleur de refroidissement à clapet qui, à la fois, évite les phénomènes de vibrations et d'usure en fonctionnement, présente un encombrement réduit dans le cylindre moteur, et comprend un plus faible nombre de pièces qui sont elles-mêmes plus simples à réaliser, évitant les opérations d'usinage précis telles que la rectification.The problem proposed by the present invention is to design a new valve cooling nozzle structure which, at the same time, avoids the phenomena of vibration and wear in operation, has a small overall dimensions in the engine cylinder, and includes a plus low number of parts that are themselves simpler to achieve, avoiding precise machining operations such as grinding.
Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention propose un gicleur de refroidissement de piston pour moteur à combustion interne, comportant un corps de gicleur à passage axial traversant dans lequel sont logés une chemise tubulaire de guidage à canal axial traversant et un clapet qui coopère avec un siège principal et un ressort de rappel, le corps de gicleur ayant un tronçon amont conformé pour être connecté à un canal d'amenée de fluide de refroidissement du moteur, un tronçon intermédiaire muni d'au moins un passage radial de sortie et d'un tube de sortie de fluide, et un tronçon aval de maintien, la chemise tubulaire de guidage étant fixée coaxialement dans le passage axial traversant et ayant un tronçon amont laissant un espace périphérique pour la conduction axiale de fluide entre sa surface externe et la surface interne du passage axial traversant et entre le siège principal et le passage radial de sortie, le clapet étant monté à coulissement axial dans le canal axial traversant de la chemise tubulaire de guidage vers et à l'écart du siège principal et étant repoussé axialement vers le siège principal par le ressort de rappel logé dans le canal axial traversant de la chemise tubulaire de guidage ; selon l'invention :
- le siège principal est formé dans la masse du corps de gicleur par un épaulement du passage axial traversant,
- la chemise tubulaire de guidage comprend un tronçon aval de chemise fixé dans le tronçon aval de maintien du corps de gicleur au-delà du passage radial de sortie,
- le tronçon amont de la chemise tubulaire de guidage se termine par une extrémité amont qui est axialement en retrait du siège principal, vers l'aval, pour définir un passage annulaire de fluide entre le siège principal et l'espace périphérique.
- the main seat is formed in the mass of the nozzle body by a shoulder of the axial through passage,
- the tubular guide liner comprises a downstream liner section fixed in the downstream section for holding the nozzle body beyond the radial outlet passage,
- the upstream portion of the tubular guide liner terminates in an upstream end which is axially recessed from the main seat, downstream, to define an annular fluid passage between the main seat and the peripheral space.
Par le fait que la chemise tubulaire de guidage est tenue dans le tronçon aval de maintien du corps de gicleur, il n'est plus nécessaire de prévoir une bague amont et un bouchon aval pour tenir axialement la chemise de guidage. Simultanément, il n'y a pas à prévoir une rectification du tronçon amont d'alésage recevant la bague amont, ni une rectification de la face externe du tronçon amont de la chemise tubulaire de guidage.In that the tubular guide liner is held in the downstream portion for holding the nozzle body, it is no longer necessary to provide an upstream ring and a downstream plug for axially holding the guide liner. Simultaneously, there is no need to provide a rectification of the upstream bore section receiving the upstream ring, nor a rectification of the outer face of the upstream section of the tubular guide liner.
De préférence, le tronçon aval de la chemise tubulaire de guidage comprend une collerette annulaire d'extrémité sertie dans un tronçon aval à épaulement du passage axial traversant, dans le tronçon aval de maintien du corps de gicleur.Preferably, the downstream section of the tubular guide liner comprises an annular end flange crimped in a downstream section shoulder of the axial through passage, in the downstream portion of the holding body of the nozzle.
Selon cette disposition, la chemise tubulaire de guidage est fixée efficacement dans le tronçon aval du corps de gicleur, d'une manière simple et rapide, par sertissage, et son centrage peut s'avérer suffisamment précis pour guider le clapet parfaitement vis-à-vis du siège principal et assurer une bonne étanchéité à la fermeture du clapet.According to this arrangement, the tubular guide liner is effectively fixed in the downstream section of the nozzle body, in a simple and fast manner, by crimping, and its centering may be sufficiently precise to guide the valve perfectly vis-à- screw seat and ensure a good seal when closing the valve.
En pratique, la collerette annulaire d'extrémité peut être retenue dans le tronçon aval à épaulement du passage axial traversant par rabattement d'une jupe d'extrémité du corps de gicleur sur la face d'extrémité aval de la collerette annulaire d'extrémité. De la sorte, le corps de gicleur peut être fabriqué de façon simple par des opérations de tournage, réalisant notamment la jupe d'extrémité.In practice, the annular end collar may be retained in the downstream shoulder portion of the axial through passage by folding an end skirt of the nozzle body on the downstream end face of the annular end collar. In this way, the nozzle body can be made of simple way by turning operations, including realizing the end skirt.
Pour améliorer le centrage et le maintien du tronçon amont de chemise face au siège principal, pour le guidage efficace et précis du clapet, on peut prévoir des excroissances radiales sur le tronçon amont de chemise, qui centrent coaxialement le tronçon amont de chemise dans le passage axial traversant du corps de gicleur en venant en appui sur la paroi du passage axial traversant. Dans ce cas, le tronçon aval de chemise est tenu seulement par la collerette annulaire d'extrémité qui est sertie dans le tronçon de maintien du corps de gicleur. Il est alors possible de réduire l'encombrement du corps de gicleur dans le cylindre moteur, en prévoyant que le tronçon aval de maintien du corps de gicleur a une longueur juste suffisante pour le logement et le sertissage de la collerette annulaire d'extrémité de la chemise tubulaire de guidage, au-delà du passage radial de sortie.To improve the centering and maintenance of the upstream section of the liner facing the main seat, for the efficient and precise guidance of the valve, it is possible to provide radial protuberances on the upstream section of the jacket, which coaxially center the upstream section of the jacket in the passage. axial passing through the nozzle body while bearing on the wall of the axial through passage. In this case, the downstream sleeve section is held only by the annular end flange which is crimped in the holding portion of the nozzle body. It is then possible to reduce the overall size of the nozzle body in the engine cylinder, by providing that the downstream section for holding the nozzle body has a length just sufficient for the housing and crimping of the annular end collar of the nozzle. tubular guide liner, beyond the radial outlet passage.
Toutefois, la présence des excroissances radiales entre le tronçon amont de chemise et la paroi du passage axial traversant peut conduire à une difficulté si ces excroissances radiales se situent dans le tronçon amont du corps de gicleur, tronçon qui est destiné à être introduit en force dans l'alésage d'extrémité d'un canal d'amenée de fluide de refroidissement du bloc moteur. En effet, lors de l'engagement en force, les contraintes radiales exercées sur le tronçon aval de corps de gicleur sont transmises à la chemise tubulaire de guidage par les excroissances radiales, et peuvent légèrement déformer radialement la chemise tubulaire de guidage et perturber le libre coulissement axial du clapet dans la chemise tubulaire de guidage. Pour éviter ce risque, on pourra préférer placer les excroissances radiales en aval du tronçon aval de corps de gicleur, ou choisir un autre moyen de maintien et de centrage de la chemise tubulaire de guidage : on pourra alors prévoir que le tronçon aval de la chemise tubulaire de guidage comprenne en outre un tronçon de centrage engagé dans un alésage correspondant du passage axial traversant, dans le tronçon aval de maintien du corps de gicleur.However, the presence of the radial protuberances between the upstream liner section and the wall of the axial through passage can lead to a problem if these radial protrusions are located in the upstream section of the nozzle body, which section is intended to be forcefully introduced into the end bore of a cooling fluid supply channel of the engine block. Indeed, during the engagement in force, the radial stresses exerted on the downstream portion of the nozzle body are transmitted to the tubular guide sleeve by the radial protuberances, and may slightly deform radially the tubular guide sleeve and disturb the free axial sliding of the valve in the tubular guide liner. To avoid this risk, it may be preferable to place the radial protuberances downstream of the downstream portion of the nozzle body, or to choose another means for holding and centering the tubular guide liner: it will then be possible to provide the downstream section of the jacket. tubular guide further comprises a centering section engaged in a corresponding bore of the axial passage through, in the downstream portion of the maintenance of the nozzle body.
Dans tous les cas, la chemise tubulaire de guidage peut comprendre, dans son canal axial traversant, un épaulement de rétrécissement aval contre lequel est engagé un ressort hélicoïdal de rappel repoussant le clapet vers le siège principal, et qui se poursuit par un évent. Ainsi, la chemise constitue elle-même le moyen de maintien du ressort de rappel, et l'évent permet l'ouverture du clapet dès la présence d'une faible pression de fluide.In all cases, the tubular guide liner may comprise, in its axial through channel, a shoulder of downstream shrinkage against which is engaged a helical return spring pushing the valve towards the main seat, and which continues with a vent. Thus, the liner is itself the means for holding the return spring, and the vent allows the opening of the valve when the presence of a low fluid pressure.
Selon un mode de réalisation avantageux, la chemise tubulaire de guidage comprend, à partir de son extrémité amont, un alésage de guidage dans lequel le clapet coulisse à faible jeu fonctionnel et qui est limité par un épaulement formant un siège arrière contre lequel le clapet vient en appui étanche lorsqu'il est repoussé par le fluide sous pression. La présence du siège arrière permet d'empêcher le passage de fluide vers l'évent lorsque le clapet est repoussé en bout de course par le fluide sous pression.According to an advantageous embodiment, the tubular guide liner comprises, from its upstream end, a guide bore in which the valve slides with a low clearance and which is limited by a shoulder forming a rear seat against which the valve comes in sealing support when it is pushed back by the fluid under pressure. The presence of the rear seat prevents the passage of fluid to the vent when the valve is pushed at the end of travel by the pressurized fluid.
De préférence, le siège arrière est disposé de telle façon que, lorsque le clapet est en appui sur le siège arrière, il libère une section juste suffisante du passage annulaire de fluide pour la conduction désirée du fluide de refroidissement. De la sorte, on réduit sensiblement la pression à partir de laquelle le fluide repousse le clapet en bout de course contre le siège arrière, évitant encore le passage de fluide vers l'évent.Preferably, the rear seat is arranged such that, when the valve is resting on the rear seat, it releases a just sufficient section of the annular fluid passage for the desired conduction of the cooling fluid. In this way, it is substantially reduced the pressure from which the fluid pushes the valve at the end against the rear seat, still avoiding the passage of fluid to the vent.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles :
- la
figure 1 est une vue éclatée d'un gicleur de refroidissement selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; - la
figure 2 est une vue en coupe longitudinale du gicleur de lafigure 1 , en position d'obturation ; - la
figure 3 est une vue en coupe longitudinale du gicleur de lafigure 1 , en position d'ouverture ; - la
figure 4 est une vue en coupe longitudinale du gicleur de lafigure 1 , selon une autre variante à centrage amont de la chemise tubulaire de guidage ; - les
figures 5 et 6 illustrent, en perspective, deux modes de réalisation de la chemise tubulaire de guidage selon la variante de lafigure 4 ; - la
figure 7 est une vue éclatée d'un gicleur de refroidissement selon un second mode de réalisation de la présente invention ; - les
figures 8 illustrent, en coupe longitudinale, le gicleur de laet 9figure 7 respectivement en position d'obturation et en position d'ouverture ; et - la
figure 10 est une vue en coupe longitudinale du gicleur de lafigure 7 selon une variante à centrage amont de la chemise tubulaire de guidage.
- the
figure 1 is an exploded view of a cooling nozzle according to a first embodiment of the present invention; - the
figure 2 is a longitudinal sectional view of the nozzle of thefigure 1 , in the closed position; - the
figure 3 is a longitudinal sectional view of the nozzle of thefigure 1 , in the open position; - the
figure 4 is a longitudinal sectional view of the nozzle of thefigure 1 , according to another variant with upstream centering of the tubular guide liner; - the
Figures 5 and 6 illustrate, in perspective, two embodiments of the tubular guide liner according to the variant of thefigure 4 ; - the
figure 7 is an exploded view of a cooling nozzle according to a second embodiment of the present invention; - the
Figures 8 and 9 illustrate, in longitudinal section, the nozzle of thefigure 7 respectively in the closed position and in the open position; and - the
figure 10 is a longitudinal sectional view of the nozzle of thefigure 7 according to an upstream centering variant of the tubular guide liner.
Dans tous les modes de réalisation illustrés sur les figures, le gicleur de refroidissement de piston pour moteur à combustion interne comporte un corps de gicleur 1, un clapet 2 ou 2a, un ressort de rappel 3 et une chemise tubulaire de guidage 4.In all the embodiments illustrated in the figures, the piston cooling nozzle for an internal combustion engine comprises a
Un tel gicleur de refroidissement est destiné à recevoir un fluide de refroidissement par une entrée amont 5 et à distribuer ce fluide de refroidissement par des sorties aval radiales telles que les sorties 6 et 7. On définit ainsi une direction axiale I-I, et un sens d'écoulement du fluide de l'entrée amont 5 vers l'aval.Such a cooling nozzle is intended to receive a cooling fluid through an
Le corps de gicleur 1 tel que représenté comprend un tronçon amont la, à surface extérieure cylindrique de révolution, rectifiée pour être introduite en force et de façon étanche dans un alésage d'extrémité d'un canal d'amenée de fluide de refroidissement du moteur (non représenté). En alternative, au lieu d'un tronçon à surface externe rectifiée, on peut prévoir un autre moyen connu de fixation, par exemple une tôle de fixation rapportée, et une étanchéité assurée par un joint annulaire.The
Le corps de gicleur 1 comprend un tronçon intermédiaire 1b dans lequel sont prévus un premier passage radial de sortie 8 et un second passage radial de sortie 9.The
Le corps de gicleur 1 comprend en outre un tronçon aval de maintien 1c dont la fonction est essentiellement le maintien de la chemise tubulaire de guidage 4 comme cela sera expliqué plus loin.The
Un premier tube de sortie 10 est emmanché dans le premier passage radial de sortie 8, et forme la première sortie 6 du gicleur. De même, un second tube de sortie 11 est emmanché dans le second passage radial de sortie 9, et forme la seconde sortie 7 du gicleur.A
Sur les figures, les tubes de sortie 10 et 11 sont figurés rectilignes. En réalité, ils pourront être cintrés et formés de manière appropriée pour diriger les jets de fluide de refroidissement vers les zones appropriées du piston ou du cylindre du moteur à refroidir.In the figures, the
Le corps de gicleur 1 comprend un passage axial traversant 12 dans lequel sont logés la chemise tubulaire de guidage 4, le clapet 2 et le ressort de rappel 3. Le passage axial traversant 12 communique avec les sorties 6 et 7 par les passages radiaux de sortie 8 et 9 et les tubes de sortie 10 et 11.The
En partant de l'entrée amont 5, le passage axial traversant 12 comprend un tronçon amont 12a cylindrique, de section transversale appropriée pour le débit désiré du fluide de refroidissement, et se raccordant à un tronçon intermédiaire 12b par un épaulement 12c dont une partie biseautée forme le siège principal 13 du gicleur.Starting from the
Le tronçon intermédiaire 12b se poursuit vers l'aval jusqu'au-delà des passages radiaux de sortie 8 et 9, et son extrémité aval se raccorde par un épaulement 12d à un tronçon aval 12e cylindrique de plus grand diamètre, dans le tronçon aval de maintien 1c du corps de gicleur 1.The
A son extrémité opposée à l'entrée amont 5, le corps de gicleur 1 se termine par une jupe d'extrémité 14 dont la fonction est de retenir la chemise tubulaire de guidage 4, comme cela sera décrit ci-après.At its end opposite the
La chemise tubulaire de guidage 4 comporte un canal axial traversant 15, ouvert à ses deux extrémités. A partir de l'extrémité amont 4a de la chemise tubulaire de guidage 4, le canal axial traversant 15 comporte un alésage de guidage 15a dans lequel le clapet 2 ou 2a coulisse à faible jeu fonctionnel et qui est limité par un épaulement formant un siège arrière 15b. Au-delà, vers l'aval, le canal axial traversant 15 se poursuit axialement et comprend un épaulement de rétrécissement aval 15c, contre lequel est engagé le ressort hélicoïdal de rappel 3, et qui se poursuit par un évent 21.The
En considérant maintenant la surface extérieure de la chemise tubulaire de guidage 4, on distingue un tronçon amont 4b généralement cylindrique et un tronçon aval 4c.Now considering the outer surface of the
Le tronçon amont 4b présente un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du tronçon intermédiaire 12b du passage axial traversant 12, laissant ainsi un espace périphérique 16 qui permet la conduction axiale de fluide depuis le siège principal 13 jusqu'aux passages radiaux de sortie 8 et 9. On remarque que l'extrémité amont 4a de la chemise tubulaire de guidage 4 est axialement en retrait du siège principal 13 vers l'aval, pour définir un passage annulaire de fluide 17 entre le siège principal 13 et l'espace périphérique 16.The
Dans tous les modes de réalisation, le clapet 2 ou 2a est monté à coulissement axial dans le tronçon amont 4b de la chemise tubulaire de guidage 4, c'est-à-dire dans l'alésage de guidage 15a du canal axial traversant 15. Ainsi, le clapet 2 ou 2a se déplace par coulissement vers et à l'écart du siège principal 13, et est repoussé axialement vers le siège principal 13 par le ressort de rappel 3 logé lui-même dans le canal axial traversant 15 de la chemise tubulaire de guidage 4.In all the embodiments, the
Le tronçon aval 4c de la chemise tubulaire de guidage 4 est fixé dans le tronçon aval de maintien 1c du corps de gicleur 1, au-delà des passages radiaux de sortie 8 et 9.The
Plusieurs modes de réalisation sont décrits, pour la fixation et le maintien centré de la chemise tubulaire de guidage 4 dans le corps de gicleur 1. Dans tous les cas, le tronçon aval 4c de la chemise tubulaire de guidage 4 comprend une collerette annulaire d'extrémité 18 qui est sertie dans le tronçon aval 12e à épaulement 12d du passage axial traversant 12, dans le tronçon aval de maintien 1c du corps de gicleur 1.Several embodiments are described, for fixing and maintaining centered the
En pratique, la collerette annulaire d'extrémité 18 vient en appui axial sur l'épaulement 12d, est guidée latéralement dans le tronçon aval 12e, et est retenue dans le tronçon aval 12e à épaulement 12d par rabattement de la jupe d'extrémité 14 du corps de gicleur 1 sur la face d'extrémité aval de la collerette annulaire d'extrémité 18. L'assemblage de la chemise tubulaire de guidage 4 dans le corps de gicleur 1 peut ainsi être réalisé de manière simple et rapide, sans nécessiter d'usinages particulièrement précis. On pourra toutefois sertir une collerette d'extrémité 18 par tout autre moyen de sertissage approprié.In practice, the
Dans le mode de réalisation illustré sur les
Dans ces mêmes modes de réalisation des
La présence de l'espace périphérique 16 et du passage annulaire de fluide 17 garantit que le tronçon amont 4b de la chemise tubulaire de guidage 4 ne sera soumis à aucune contrainte radiale susceptible de la déformer et de perturber le coulissement axial libre du clapet 2 ou 2a dans la chemise tubulaire de guidage 4.The presence of the
Dans les variantes illustrées sur les
Dans ces variantes des
Les deux variantes d'excroissances radiales 20 illustrées sur les
Cette structure différente des moyens de maintien de la chemise tubulaire de guidage 4 conduit à une possibilité de réduire l'encombrement du gicleur dans le cylindre du moteur. On voit cette réduction si l'on compare par exemple les
Sur les
De même, sur les
On voit clairement que la distance D2 est nettement inférieure à la distance D1, la réduction de distance étant rendue possible, sur les
Pour bénéficier de cette réduction de distance D2, on donne au tronçon aval de maintien 1c du corps de gicleur 1 une longueur axiale juste suffisante pour le logement et le sertissage de la collerette annulaire d'extrémité 18, au-delà des passages radiaux de sortie 8 et 9.To benefit from this reduction in distance D2, the downstream holding
Dans les modes de réalisation des
Dans le mode de réalisation des
Dans l'un et l'autre des modes de réalisation, le siège arrière 15b est disposé axialement de telle façon que, lorsque le clapet 2 ou 2a est en appui sur le siège arrière 15b, il libère une section juste suffisante du passage annulaire de fluide 17 pour la conduction de fluide. En pratique, le passage laissé entre le clapet 2 ou 2a et le siège principal 13 peut présenter sensiblement la même section que celle des éléments de conduction ultérieure de fluide tels que l'espace périphérique 16.In both embodiments, the
D'autre part, on choisira le passage annulaire de fluide 17 et le diamètre du tronçon amont 12a de passage axial traversant de telle façon que, lorsque le clapet 2a en forme de bille est en position d'obturation (
Les modes de réalisation qui ont été décrits permettent de fournir des débits importants de fluide de refroidissement, avec une perte de charge limitée, ce qui tend à améliorer les performances du gicleur en atteignant des vitesses de jet importantes.The embodiments which have been described make it possible to provide high flow rates of cooling fluid, with a limited pressure drop, which tends to improve the performance of the nozzle by achieving high jet speeds.
Comme on le voit sur les figures, un gicleur permet de refroidir plusieurs pistons en même temps, notamment dans les moteurs en V en prévoyant plusieurs tubes de sortie tels que les tubes 10 et 11.As can be seen in the figures, a nozzle makes it possible to cool several pistons at the same time, in particular in V-shaped engines by providing a plurality of output tubes such as
L'encombrement axial réduit du gicleur permet son utilisation dans la majorité des moteurs modernes très compacts.The reduced axial size of the nozzle allows its use in the majority of modern engines very compact.
La simplicité et le nombre réduit de composants permettent de diminuer sensiblement le coût de fabrication du gicleur.The simplicity and the small number of components make it possible to reduce significantly the cost of manufacture of the nozzle.
Le gicleur tel que décrit permet d'être fixé par emmanchement du corps de gicleur par le bloc moteur, sans risque de coincement du clapet.The nozzle as described allows to be fixed by fitting the nozzle body by the engine block, without risk of jamming of the valve.
Les dimensions des divers composants et des passages de fluide de refroidissement seront choisies de façon à satisfaire les spécifications de débit. Les matières pourront être choisies pour satisfaire le cahier des charges.The dimensions of the various components and coolant passages will be selected to meet the flow specifications. The materials can be chosen to meet the specifications.
En pratique, on peut réaliser les différents composants en métal.In practice, the various metal components can be made.
En alternative, la chemise tubulaire de guidage 4 peut être réalisée par moulage de matière plastique.Alternatively, the
La présence du siège arrière 15b permet à la fois de protéger le ressort de rappel 3 en limitant sa compression, d'immobiliser le clapet 2 ou 2a lorsque la course nécessaire à l'obtention du débit maximum demandé est atteinte, et de limiter les fuites par l'évent 21 lorsque le fluide de refroidissement est présent à haute pression. La position particulière du siège arrière 15b, qui immobilise le clapet 2 ou 2a dès que la course nécessaire à l'obtention du débit maximum demandé est atteinte, permet de limiter les fuites vers l'évent 21 dès qu'une pression relativement faible est atteinte.The presence of the
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.The present invention is not limited to the embodiments which have been explicitly described, but it includes the various variants and generalizations thereof within the scope of the claims below.
Claims (10)
- Piston cooling sprayer for internal combustion engines, including a sprayer body (1) with an axial passage (12) through it in which are accommodated a tubular guide liner (4) with an axial passage (15) through it and a valve (2, 2a) that cooperates with a main seat (13) and a return spring (3), the sprayer body (1) having an upstream section (1a) conformed to be connected to an engine cooling fluid feed passage, an intermediate section (1b) with at least one radial outlet passage (8, 9) and one fluid outlet tube (10, 11), and a downstream retaining section (1c), the tubular guide liner (4) being fixed coaxially in the axial through-passage (12) and having an upstream section (4b) leaving a peripheral space (16) for the axial passage of fluid between its external surface and the internal surface of the axial through-passage (12) and between the main seat (13) and the radial outlet passage (8, 9), the valve (2, 2a) sliding axially in the axial passage (15) through the tubular guide liner (4) toward and away from the main seat (13) and being urged axially toward the main seat (13) by the return spring (3) accommodated in the axial passage (15) through the tubular guide liner (4),
characterised in that:- the main seat (13) is formed in the mass of the sprayer body (1) by a shoulder (12c) in the axial through-passage (12),- the tubular guide liner (4) comprises a downstream liner section (4c) fixed in the downstream retaining section (1c) of the sprayer body (1) beyond the radial outlet passage (8, 9),- the upstream section (4b) of the tubular guide liner (4) terminates in an upstream end (4a) that is axially set back from the main seat (13), in the downstream direction, to define an annular fluid passage (17)between the main seat (13) and the peripheral space (16). - Sprayer according to claim 1, characterised in that the downstream section (4c) of the tubular guide liner (4) comprises an annular end flange (18) crimped in a downstream section (12e) with a shoulder (12d) of the axial through-passage (12), in the downstream retaining section (1c) of the sprayer body (1).
- Sprayer according to claim 2, characterised in that the annular end flange (18) is retained in the downstream section (12e) with a shoulder (12d) of the axial through-passage (12) by bending an end skirt (14) of the sprayer body (1) over the downstream end face of the annular end flange (18).
- Sprayer according to either of claims 2 or 3, characterised in that the upstream section (4b) of the tubular guide liner (4) is centred coaxially in the axial through-passage (12) of the sprayer body (1) by radial excrescences (20) bearing on the wall of the axial through-passage (12).
- Sprayer according to claim 4, characterised in that the downstream retaining section (1c) of the sprayer body (1) has a length (D2) just sufficient for accommodating and crimping the annular end flange (18) of the tubular guide liner (4) beyond the radial outlet passage (8, 9).
- Sprayer according to any one of claims 2 to 4, characterised in that the downstream section (4c) of the tubular guide liner (4) comprises a centring section (19) engaged in a corresponding bore of the axial through-passage (12), in the downstream retaining section (1c) of the sprayer body (1).
- Sprayer according to any one of claims 1 to 6, characterised in that the tubular guide liner (4) comprises, in its axial through-passage (15), a downstream constricting shoulder (15c) against which is engaged a return coil spring (3) urging the valve (2) toward the main seat (13) and continued by a vent (21).
- Sprayer according to any one of claims 1 to 7, characterised in that the tubular guide liner (4) comprises, from its upstream end (4a), a guiding bore (15a) in which the valve (2, 2a) slides with a small functional clearance and that is limited by a shoulder forming a rear seat (15b) against which the valve (2, 2a) bears in sealed fashion when it is pushed back by the fluid under pressure.
- Sprayer according to claim 8, characterised in that the rear seat (15b) is disposed so that, when the valve (2, 2a) is bearing on the rear seat (15b), it frees a just sufficient section of the annular fluid passage (17) for the required flow of the cooling fluid.
- Sprayer according to any one of claims 1 to 9, characterised in that the valve is a piston (2) or a ball (2a).
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