FR2638492A1 - Soupape pour dispositif d'injection de carburant d'un moteur a combustion interne, pourvue d'un diviseur du jet de carburant - Google Patents

Soupape pour dispositif d'injection de carburant d'un moteur a combustion interne, pourvue d'un diviseur du jet de carburant Download PDF

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Abstract

Il est décrit une soupape 1 de dosage et d'atomisation du carburant dans un dispositif d'injection de carburant 2 d'un moteur à combustion interne. La soupape 1 est pourvue d'un injecteur 3 dans lequel est formé un orifice d'injection de carburant 6 et d'un diviseur 15 installé en aval de l'orifice d'injection 6 et adapté pour diviser le jet de carburant. Selon la présente invention, le diviseur 15 présente deux ouvertures 18 séparées par une cloison de division 21 présentant deux faces planes opposées qui délimitent des sections internes respectives des ouvertures 18 et qui permettent la séparation du jet de carburant en deux courants laminaires.

Description

Soupape pour dispositif d'injection de carburant d'un moteur à combustion
interne. pourvue d'un diviseur du jet de carburant L'invention concerne une soupape pour un dispositif d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne, pourvue d'un diviseur adapté pour diviser le jet de carburant.
Comme on le sait, les soupapes du type indiqué ci-
dessus comprennent un injecteur dans lequel un orifice d'injection de carburant est formé pour le carburant qui doit être fourni au moteur. On sait en outre que le fonctionnement correct du moteur dépend de la qualité du mélange air-carburant qui dépend à son tour du degré d'atomisation du carburant qui est obtenu en aval de
l'orifice d'injection.
L'injecteur est couramment couplé à un diviseur installé en aval de l'orifice d'injection et présentant des ouvertures cylindriques de diamètre réduit. Les deux ouvertures sont inclinées et, en particulier, elles divergent l'une par rapport à l'autre graduellement lorsqu'elles s'approchent des ouvertures de sortie de celui-ci. La soupape venant d'être décrite présente plusieurs inconvénients, surtout dus à la forme du diviseur qui ne réussit par à réaliser une division correcte du jet de carburant. En fait, la forme cylindrique des ouvertures du diviseur sépare le jet de carburant, mais il le fait en deux courants compacts. De plus, il arrive que la région centrale du jet de carburant rebondisse sur la partie massive du diviseur définie entre les ouvertures d'entrée des deux ouvertures cylindriques. Il est évident que tout ceci ne contribue pas du tout à l'atomisation du carburant
qui est réalisée en aval du diviseur.
Enfin, il faut noter que le débit de l'écoulement de carburant est défini par le diamètre de l'orifice d'injection, de sorte que l'existence dans le diviseur des ouverturesde diamètre réduit, du fait des dimensions du diviseur lui-même, provoque une restriction qui limite positivement le débit de l'écoulement du carburant, ou plutôt qui ne permet par l'utilisation de diviseurs formés
pour des injecteurs à débit d'écoulement élevé.
L'objet de la présente invention est de proposer une soupape exempte des inconvénients cités et qui sera pour ainsi dire pourvue d'un diviseur séparant largement le jet
de carburant sans limiter le débit d'écoulement.
Selon la présente invention, il est proposé une soupape de dosage et d'atomisation du carburant dans un dispositif d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne, du type comprenant un injecteur, dans lequel est formé un orifice d'injection, caractérisée par le fait qu'en aval dudit orifice d'injection, il est installé un diviseur agissant de manière à diviser le jet de carburant et présentant à cet effet deux ouvertures séparées par une cloison de séparation comportant deux faces opposées sensiblement planes, qui délimitent des sections internes respectives des dites ouvertures et dont
l'axe longitudinal est coaxial à celui dudit diviseur.
La présente invention est décrite et expliquée en référence à deux de ses formes de réalisation préférées, et par référence au dessin annexé à titre d'exemple non liimitatif, dans lequel: Les figures 1 et 2 représentent des sections de deux modes de réalisation différents d'une soupape selon les principes de la présente invention; et la figure 3 représente une vue de dessous d'un composant
de la soupape de la figure 1.
En référence à la figure 1, on désigne par 1 une soupape de dosage et d'atomisation du carburant dans un système d'injection de carburant 2 de moteur à combustion interne (représentée partiellement car étant d'un type connu). La soupape 1 comprend un injecteur 3 sensiblement tubulaire et présente une paroi latérale 4 cylindrique et une paroi inférieure 5 dans laquelle est formé un orifice d'injection 6. Le dispositif 2 comporte un corps 7 qui supporte au fond l'injecteur 3 et qui.présente un alésage axial le long duquel un élément obturateur 8 est susceptible de coulisser axialement. En fonctionnement, un bord inférieur 9 du corps 7 est replié vers l'intérieur, pour former un épaulement destiné à un rebord annulaire 10 s'étendant en partant de la paroi latérale 4 de
l'injecteur 3.
On sait que, de préférence, le carburant s'écoule, à travers un passage axial formé dans l'élément obturateur, dans sa partie à facettes 11, d'o il s'écoule, en passant par les trous radiaux 12, à l'intérieur d'une chambre 13 définie à l'intérieur de l'injecteur 3. On sait également que l'élément obturateur 8 subit un déplacement vers le haut, contre l'action de moyens élastiques, du fait de l'attraction qu'exerce une armature ferromagnétique, lorsqu'elle est excitée par une bobine électrique
appropriée, sur un noyau fixé à l'élément obturateur 8.
Cet élément obturateur 8 présente une extrémité inférieure 14 sensiblement conique qui agit, en fonctionnement, sur l'intérieur de l'orifice d'injection 6, pour le fermer
partiellement ou totalement.
En référence à la figure 1, selon la présente invention, la soupape 1 est pourvue d'un diviseur 15 constitué par un corps cylindrique en forme de coupe présentant une paroi inférieure 16 et une paroi latérale cylindrique 17. En fonctionnement, le diviseur 15 est ajusté sur l'injecteur 3 et il loge en particulier coaxialement la partie inférieure de l'injecteur 3. La face intérieure de la paroi 16 'du diviseur 15 est en contact avec la face extérieure de la paroi 5 de l'injecteur 3. Dans cette paroi 16 du diviseur 15, il est formé deux ouvertures 18 séparées l'une de l'autre par une
cloison de séparation 21 de forme sensiblement pyramidale.
Ainsi que représenté sur les figures 1 et 3, la cloison 21 présente un axe longitudinal coaxial à celui du diviseur 15 et par conséquent à l'injecteur 3. Plus précisément, l'axe longitudinal de la cloison 21 est coaxial à l'axe du trou d'injection 6. La cloison 21 présente un bord supérieur effilé qui forme les ouvertures d'entrée des trous 18. La cloison 21 présente une épaisseur qui augmente graduellement lorsqu'elle va de la face intérieure à la face extérieure de la paroi 16. Deux faces opposées définissant la cloison 21 et délimitant les ouvertures 18 sont sensiblement planes. Les ouvertures 18 présentent par conséquent des axes longitudinaux inclinées par rapport à celui du diviseur 15. Ces ouvertures 18 ont une section transversale de profil périmétral défini par une section extérieure semi-circulaire et une section intérieure rectiligne, étant donné qu'elle s'étend sur la face plane de la cloison 21. La largeur des ouvertures 18 le long de la totalité de leur axe longitudinal est constante. Il est à noter que, dans ce mode de réalisation, le bord effilé qui constitue le bord supérieur de la cloison 21 est situé à un niveau légèrement plus bas que celui qui est défini par la face intérieure de la paroi 16. En conséquence, les ouvertures d'entrée des ouvertures 18 ont une région commune. Les ouvertures de sortie des ouvertures 18 et la partie inférieure de la cloison 21 sont formées en correspondance par rapport à une saillie 22 de forme conique qui s'étend coaxialement en partant de la face extérieure de la paroi 16. Il est particulièrement important de noter que la forme des ouvertures 18 permet de donner les dimensions maximales au diviseur à exploiter et, pour ainsi dire, permet des ouvertures de plus grande largeur que les trous
cylindriques formés dans les diviseurs connus.
Un siège destiné à un joint d'étanchéité annulaire 25 est défini autour de l'injecteur 3, entre une rondelle supérieure 23 ajustée sur l'injecteur 3 et une rondelle
inférieure 24 s'engageant sur le bord de la paroi 17.
En référence à la figure 2, on désigne généralement par 21 une soupape offrant les mêmes fonctions et fonctionnements que la soupape 1, mais qui est de forme différente. La soupape 31 est installée dans un dispositif 32 similaire au dispositif 2. La soupape 31 comprend un injecteur 33 sensiblement tubulaire, présentant une paroi latérale cylindrique 34 et une paroi supérieure 35 dans laquelle est formé un orifice d'injection 36. Le dispositif 32 diffère du dispositif 2 essentiellement par la forme différente de l'élément obturateur. En fait, le dispositif 32 comprend un élément obturateur 37 pourvu d'une tête 38 dont une face plane est en mesure, dans une phase opératoire déterminée, de fermer l'orifice d'injection 36 par le dessus. Le dispositif 32 comprend également un corps 41 le long duquel l'élément obturateur 37 est susceptible de coulisser, de la même manière que déjà décrit en liaison avec le dispositif 2. Le carburant s'écoule le long d'un alésage axial situé dans l'élément obturateur 37 et, à une partie 42 de celui-ci, il s'écoule par les trous radiaux 43 et à l'intérieur d'une chambre 44 définie en correspondance avec une partie inférieure du corps 41. En fonctionnement, un bord inférieur 45 de ce dernier est replié à l'intérieur, pour supporter un rebord annulaire 46 s'étendant en partant de la paroi 34, près de
la paroi 35 de l'injecteur 33.
Selon la présente invention, la soupape 31 est pourvue d'un diviseur 47 constitué d'un corps cylindrique ajusté à l'intérieur de l'injecteur 33, sur le bord inférieur de la paroi 34 de celui-ci. Deux ouvertures sont formées dans le diviseur 47, similaires à l'ouverture 18 du dispositif 15, et par conséquent désignées par le même chiffre de référence. La cloison de division délimitant les ouvertures 18 du diviseur 47 est similaire à la cloison 21 du diviseur 15 et par conséquent également
désignée par le même chiffre de référence.
Le diviseur 47 est par conséquent essentiellement constitué de la partie centrale de la paroi 16 du diviseur 15. L'unique différence réside dans le fait que dans le
diviseur 47 il n'à a pas de projection conique 22.
Autour de l'injecteur 33, entre une rondelle 51 ajustée sur l'injecteur 33 et un rebord inférieur 52 s'étendant d'une bague 53 supportée par la paroi latérale 34 il est défini un siège destiné à une bague d'étanchéité 54. Le diviseur 15 ou 47 peut être réalisé de manière appropriée en métal ou en matière plastique moulée. Si le diviseur est en métal, les ouvertures 18 peuvent être formées soit par poinçonnage, soit par électroérosion,
soit par technologie laser.
En fonctionnement, le jet de carburant qui sort de l'orifice d'injection 6 ou 36 est séparé en deux parties par le diviseur 15 ou 47. Du fait de la forme intérieure des ouvertures 18, c'est-à-dire du fait de la forme de la cloison 21, le jet de carburant est divisé en deux jets laminaires, dont la largeur est identique à celle de la section linéaire des trous 18. De plus, la forme pointue de la cloison 21 élimine le rebondissement du jet de
carburant dans la région centrale.
Les avantages consécutifs à la présente invention
sont évidents à la lumière des explications données.
En particulier, la soupape est pourvue d'un diviseur dans lequel les ouvertures sont conformées de manière à
permettre une division plus efficace du jet de carburant.
Par conséquent, le carburant est atomisé plus finement et ceci contribue à donner un mélange plus intime à l'air et par conséquent à permettre une meilleure combustion au mélange. De plus, les ouvertures 18 sont plus grandes, pour des dimensions de diviseur identiques, que les ouvertures correspondantes formées dans les diviseurs courants. Ceci permet l'élimination de toute restriction en aval de l'orifice d'injection et par conséquent permet d'utiliser le diviseur 15 ou 47, même avec des soupapes
présentant un écoulement à débit élevé.
De plus, il est à noter que le diviseur 15 ou 47 est de construction et d'assemblage simples et par conséquent
d'un coût de production plus bas.
Finalement, il est clair que la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais qu'elle elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans
que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS
1. Soupape de dosage et d'atomisation du carburant dans un dispositif d'injection de carburant (2 ou 32) d'un moteur à combustion interne, du type comprenant un injecteur (3 ou 33), dans lequel est formé un orifice d'injection (6 ou 36), caractérisée par le fait qu'en aval dudit orifice d'injection (6 ou 36) il est installé un diviseur (15 ou 47) adapté pour diviser le jet de carburant et présentant deux ouvertures (18) séparées par une cloison de séparation (21) comportant deux faces opposées sensiblement planes, qui délimitent des sections internes respectives des dites ouvertures (18) et dont l'axe longitudinal est coaxial à celui dudit diviseur (15
ou 47).
2. Soupape selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdites ouvertures (18) ont des axes longitudinaux inclinés par rapport à celui dudit diviseur (15 ou 47) et par le fait que ladite cloison (21) présente une forme sensiblement pyramidale et est de ce fait d'une épaisseur augmentant graduellement lorsqu'elle va de l'ouverture d'entrée desdites ouvertures (18) à
l'ouverture de sortie de ces dernières.
3. Soupape selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ladite cloison (21) présente un bord sensiblement effilé aux ouvertures d'entrée desdites
ouvertures (18).
4. Soupape selon la revendication 3, caractérisée par le fait que lesdites ouvertures (18) ont une largeur
sensiblement constante le long de leur axe longitudinal.
5. Soupape selon la revendication 4, caractérisée par le fait qu'en section transversale, lesdites ouvertures (18) ont un profil périmétral défini par une
section extérieure respective qui est sensiblement semi-
circulaire, s'étendant sur la face plane correspondante de
ladite cloison (21).
6. Soupape selonI l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée par le fait que
ledit injecteur (3) présente une forme tubulaire comprenant une paroi latérale cylindrique (4) et une paroi inférieure (5) dans laquelle ledit orifice d'injection (6) est formé; ledit diviseur (15) présentant un corps cylindrique en forme de coupe adapté pour loger
coaxialement la partie inférieure dudit injecteur (3).
7. Soupape selon la revendication 6, caractérisée par le fait que ledit diviseur (15) comprend une paroi latérale cylindrique (17) et une paroi inférieure (16)
dans laquelle lesdites ouvertures (18) sont formées.
8. Soupape selon la revendication 7, caractérisée par le fait que la face intérieure de ladite paroi inférieure (16) dudit diviseur (15) est sensiblement en contact avec la face extérieure de ladite paroi inférieure
(5) dudit injecteur (3).
9. Soupape selon la revendication 7 ou 8, caractérisée par le fait que lesdites ouvertures de sortie desdites ouvertures (18) et la partie inférieure de ladite cloison (21) sont formées dans une saillie (22) sensiblement conique s'étendant coaxialement à partir de la face extérieure de ladite paroi inférieure (16) dudit
diviseur (15).
10. Soupape selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que ledit
injecteur (33) présente une forme tubulaire comprenant une paroi latérale cylindrique (34) et une paroi supérieure (35), dans laquelle ledit orifice d'injection est formé (36); ledit diviseur (47) présentant un corps cylindrique
logé coaxialement à l'intérieur dudit injecteur (33).
11. Soupape selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée par le fait que
ledit diviseur (15 ou 47) est métallique; lesdites ouvertures (18) étant formées par poinçonnage,
électroérosion ou technologie laser.
12. Soupape selon l'une quelconque des
revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que ledit
diviseur (15 ou 47) est en matière plastique moulée.
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GB2225384A (en) 1990-05-30
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FR2638492B1 (fr) 1994-09-23
IT214897Z2 (it) 1990-07-04
GB8924275D0 (en) 1989-12-13

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