FR2501791A1

FR2501791A1 - Fuel injection nozzle for IC engine - includes apertured tubular member receiving fuel spray and disposed adjacent combustion chamber wall, air drawn through apertures

Info

Publication number: FR2501791A1
Application number: FR8204192A
Authority: FR
Inventors: Godfrey Greeves
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1982-03-12
Publication date: 1982-09-17

Abstract

The I.C. engine fuel injection nozzle comprises a tubular member (19) which extends into the engine combustion chamber (13) to receive the fuel spray (18) from the nozzle. The tubular member has apertures (21) through which air is drawn. The apertures (21) are positioned near the wall of the combustion chamber so that the air drawn into the tubular member is cooler than the air in the central part of the chamber. Soot formation is thus minimised by the cool air.

Description

INJECTEUR DE CARBURANT
POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE
La présente invention concerne des injecteurs de carburant pour moteurs à combustion interne ou à explosion, du type comprenant un corps qui délimite une surface dans laquelle est pratiqué un orifice pour carburant, cette surface faisant partie, lorsque le moteur fonctionne, de la paroi d'une chambre de combustion d'un moteur à pistons qui. lui est associé.FUEL INJECTOR
FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
The present invention relates to fuel injectors for internal combustion or internal combustion engines, of the type comprising a body which delimits a surface in which is formed a fuel orifice, this surface forming part, when the engine is running, of the wall of a combustion chamber of a piston engine which. associated with it.

L'un des problèmes posés par un moteur à allumage par compression est la formation de suie à l'intérieur de la chambre de combustion du moteur, et par conséquent dans le tuyau d'échappement du moteur. La formation de suie dans un moteur dépend de nombreux facteurs, et on peut trouver une é tu d e. de ces facteurs dans le document nO 730.169 publié par la "Society of Automotive Engineers" (Société des Ingénieurs de l'Automobile). On a constaté qu'il était possible de réduire au minimum la formation de suie en faisant en sorte que la partie la plus riche en carburant du carburant vaporisé sortant de l'orifice de l'injecteur entrain l'air le plus froid qui est disponible dans la chambre de combustion.Pendant sa compression à l'intérieur du cylindre du moteur, l'air s'échauffe mais l'air le plus froid est celui qui se trouve près de la paroi de la chambre de combustion, au contact de laquelle il s'est refroidi. One of the problems with a compression ignition engine is the formation of soot inside the combustion chamber of the engine, and therefore in the exhaust pipe of the engine. The formation of soot in an engine depends on many factors, and you can find a case. of these factors in document No. 730,169 published by the "Society of Automotive Engineers" (Society of Automotive Engineers). It has been found that it is possible to minimize the formation of soot by ensuring that the most fuel-rich part of the vaporized fuel leaving the injector orifice causes the coldest air that is available. In the combustion chamber. During its compression inside the engine cylinder, the air heats up but the coldest air is that which is near the wall of the combustion chamber, in contact with which it has cooled.

C'est donc un objectif de la présente invention de procurer un injecteur de carburant du type spécifié, sous une forme simple et commode, dans lequel l'air qui est entraîné avec le carburant au moment où il sort de l'orifice de sortie de l'injecteur est aussi froid que possible. It is therefore an object of the present invention to provide a fuel injector of the specified type, in a simple and convenient form, in which the air which is entrained with the fuel as it exits the outlet port of the injector is as cold as possible.

Conformément à l'invention, un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne ou à explosion comprend un élément tubulaire dans lequel est dirigé le carburant vaporisé qui sort de l'orifice de carburant de l'injecteur lorsque ce dernier est en service, ledit élément tubulaire se prolongeant dans la chambre de combustion correspondante du moteur à laquelle est associé l'injecteur, et une ouverture pratiquée dans la paroi de l'élément tubulaire, ladite ouverture étant disposée, lorsque le moteur fonctionne, près de la paroi de la chambre de combustion, si bien que l'air plus froid qui se trouve près de la paroi est entratné avec le jet de carburant pendant l'émission de carburant par l'injecteur. According to the invention, a fuel injector for an internal combustion or internal combustion engine comprises a tubular element into which is directed the vaporized fuel which leaves the fuel orifice of the injector when the latter is in service, said element tubular extending into the corresponding combustion chamber of the engine with which the injector is associated, and an opening made in the wall of the tubular element, said opening being arranged, when the engine is running, near the wall of the combustion, so that the cooler air near the wall is entrained with the fuel jet during the emission of fuel by the injector.

Un exemple d'un injecteur de carburant conforme à l'invention va maintenant être decrit avec référence aux dessins annexés, sur lesquels :
la Figure 1 est une vue en élévation de côté de la chambre de combustion d'un moteur à injection directe, et
la Figure 2 est une vue extérieure d'une partie d'un injecteur qui est représenté sur le schéma de la Figure 1.An example of a fuel injector according to the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 is a side elevation view of the combustion chamber of a direct injection engine, and
Figure 2 is an exterior view of part of an injector which is shown in the diagram of Figure 1.

Sur la Figure 1 des dessins est représenté le piston 10 d'un moteur à allumage par compression, ce piston étant placé à l'intérieur d'un cylindre 11. Une chambre de pré-combustion 13 communique avec le cylindre au moyen d'un passage 12 pratiqué dans la paroi terminale du cylindre, la chambre de combustion étant au moins en partie formée par la culasse du moteur. Dans la chambre de combustion 13, s'enfonce un injecteur de carburant qui est désigné dans son ensemble par le repère numérique 14. In Figure 1 of the drawings is shown the piston 10 of a compression-ignition engine, this piston being placed inside a cylinder 11. A pre-combustion chamber 13 communicates with the cylinder by means of a passage 12 made in the end wall of the cylinder, the combustion chamber being at least partly formed by the cylinder head of the engine. In the combustion chamber 13, a fuel injector is inserted which is generally designated by the reference numeral 14.

L'injecteur 14 comporte un corps 15 délimitant une surface 16 dans laquelle est pratiqué un orifice de sortie. Le corps 15 est placé à l'intérieur d'un alésage 17 formé dans la culasse du moteur et, d'une fln1ère connue, il comporte un élément de soupape, pouvant etre commandé par la pression du carburant, qui règle le débit d carburant à travers l'orifice de sortie à partir d'une arrivée de carburant qui est reliée, lorsque le moteur fonctionne à une pompe d'injection de carburant. On notera que la chambre de combustion 13 a une forme générale circulaire et que l'axe géométrique de lutin jecteur est décalé par rapport au centre de la chambre de combustion.Par ailleurs, le passade 12 est disposé tangeantiellement à la chambre de combustion, l'ensemble de llinjec- teur étant décalé dans le sens de circulation de l'air à travers le passage 12. The injector 14 comprises a body 15 delimiting a surface 16 in which an outlet orifice is made. The body 15 is placed inside a bore 17 formed in the cylinder head of the engine and, of a known fln1ère, it comprises a valve element, can be controlled by the fuel pressure, which regulates the flow of fuel through the outlet from a fuel inlet which is connected, when the engine is running to a fuel injection pump. It will be noted that the combustion chamber 13 has a generally circular shape and that the geometric axis of the collecting impeller is offset with respect to the center of the combustion chamber. Furthermore, the passage 12 is disposed tangentially to the combustion chamber, l the injector assembly being offset in the direction of air flow through the passage 12.

L'agencement qui vient d'être décrit est bien connu et, pendant la course de compression du piston 10, de l'air est envoyé dans la chambre de combustion 13 par le passage 12. The arrangement which has just been described is well known and, during the compression stroke of the piston 10, air is sent into the combustion chamber 13 through the passage 12.

Cet air, du fait de la disposition du passage 12, tourbillonne dans la chambre de combustion et est bien entendu chauffé du fait de sa compression.This air, due to the arrangement of the passage 12, swirls in the combustion chamber and is of course heated due to its compression.

L'air qui se trouve près de la paroi de la chambre de combustion sera, du fait de son contact avec la paroi, plus froid que l'air qui se trouve dans la partie centrale de la chambre. I1 se convient de faire pénétrer le carburant vaporisé, désigné le repère numérique 18, dans l'air qui se trouve dans la région centrale de la chambre de combustion, afin d'éviter que le carburant ne vienne en contact avec la paroi de la chambre. Malheureusement, comme l'air qui se trouve dans la partie centrale de la chambre est plus chaud, de la suie a tendance à se former, et cette suie passe dans le dispositif d'échappement du moteur. The air which is located near the wall of the combustion chamber will, because of its contact with the wall, be colder than the air which is in the central part of the chamber. I1 agrees to let the vaporized fuel, designated by the numerical reference 18, penetrate into the air which is in the central region of the combustion chamber, in order to prevent the fuel from coming into contact with the wall of the chamber . Unfortunately, as the air in the central part of the chamber is warmer, soot tends to form, and this soot passes through the engine exhaust system.

Afin de réduire au minimum la formation de suie, & l'injecteur qui vient d'être décrit est associé un élément tubulaire 19 (Figure 2) qu'il convient de munir d'un rebord 20 enserré entre le corps 15 et un épaulement ménagé dans l'alésage 17. Cet élément tubulaire se prolonge dans la chambre de combustion, et au moins un trou 21 est pratiqué dans sa paroi adjacente à la paroi de la chambre de combustion. In order to minimize the formation of soot, the injector which has just been described is associated with a tubular element 19 (FIG. 2) which should be provided with a flange 20 sandwiched between the body 15 and a shoulder provided in the bore 17. This tubular element extends into the combustion chamber, and at least one hole 21 is made in its wall adjacent to the wall of the combustion chamber.

Dans cet exemple particulier, il est prévu deux trous identiques, mais on pourrait en prévoir davantage si on le jugeait nécessaire. Lorsque du carburant est émis par l'injecteur, de l'air est entraîné avec le carburant vaporisé et cet air passe dans les trous 21, et du fait qu'ils sont adjacents à la paroi de la chambre de combustion, l'air qui passe par les trous 21 est plus froid que l'air qui se trouve dans la zone centrale de la chambre de combustion. La formation de suie se trouve donc réduite au minimum sans avoir d'effet notable sur les autres caractéristiques de combustion. In this particular example, two identical holes are provided, but more could be provided if deemed necessary. When fuel is emitted from the injector, air is entrained with the vaporized fuel and this air passes through the holes 21, and because they are adjacent to the wall of the combustion chamber, the air which passes through the holes 21 is cooler than the air which is in the central zone of the combustion chamber. The formation of soot is therefore reduced to a minimum without having any appreciable effect on the other combustion characteristics.

Claims

RESELL ICAT IONS

1. Fuel injector for an internal combustion engine, comprising a tubular element (19) into which is directed the vaporized fuel which exits through the fuel orifice of the injector when the latter is in service, said tubular element extending into the combustion chamber (13) of the engine with which the injector is associated, and an opening (21) formed in the wall of the tubular element, said opening (21) being arranged, when the engine is running, near the wall of the combustion chamber (13), so that the cooler air which is near this wall is entrained with the jet of fuel during the emission of fuel by the injector.

2. Injector according to claim 1, characterized in that said tubular element (19) has a flange (20) which is located, when the engine is running, between the body (15) of the injector and a shoulder provided in a bore (17) of said wall.