FR2668545A1

FR2668545A1 - FUEL INJECTOR FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES.

Info

Publication number: FR2668545A1
Application number: FR9113211A
Authority: FR
Inventors: Rinsum Van Cornelis
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1990-10-27
Filing date: 1991-10-25
Publication date: 1992-04-30
Also published as: DE4034203A1; CH684282A5; GB2249134B; DE4034203C2; GB9122700D0; GB2249134A

Abstract

A l'extrémité de l'aiguille (12) d'injecteur du côté de la chambre de combustion, sont disposées des nervures radiales (14) réparties sur la périphérie, qui coopèrent avec des gorges radiales correspondantes du corps (11) d'injecteur et qui donnent des sections d'injection variables selon la course de l'aiguille (12) d'injecteur. Application: formation d'un jet constant de carburant dans l'ensemble du domaine de fonctionnement.At the end of the injector needle (12) on the side of the combustion chamber, are arranged radial ribs (14) distributed over the periphery, which cooperate with corresponding radial grooves of the injector body (11) and which give variable injection sections according to the stroke of the injector needle (12). Application: formation of a constant jet of fuel throughout the operating range.

Description

L'invention se rapporte à un injecteur de carburant pour moteurs àThe invention relates to a fuel injector for

combustion interne, comportant une aiguille d'injecteur passant dans un corps d'injecteur, plusieurs orifices d'injection à orientation approximativement radiale, coopérant dans le corps d'injecteur avec l'aiguille d'injecteur, et, selon les différentes positions relatives de l'aiguille d'injecteur et du corps d'injecteur, on obtient comme résultat des sections transversales ou lumières d'injection variables Le but d'un injecteur de carburant de ce genre consiste à introduire dans la chambre de combustion d'un cylindre, avec formation optimum du jet, des quantités de carburant injecté variables en fonction des états de charge internal combustion, comprising an injector needle passing through an injector body, a plurality of radially-oriented injection orifices cooperating in the injector body with the injector needle, and, according to the different relative positions of the injection nozzle, the injector needle and the injector body, the result is transverse sections or variable injection ports The purpose of a fuel injector of this kind is to introduce into the combustion chamber a cylinder, with optimum jet formation, variable amounts of fuel injected depending on the state of charge

variables d'un moteur à combustion interne. variables of an internal combustion engine.

La demande de brevet EP-Al-0 246 373 a fait connaître un injecteur de carburant du genre ainsi défini, dans lequel le corps d'injecteur pénétrant très profondément dans la chambre de combustion est Patent Application EP-A1-0 246 373 discloses a fuel injector of the kind thus defined, wherein the injector body penetrating very deeply into the combustion chamber is

soumis à une contrainte thermique élevée. subjected to high thermal stress.

En raison de cette forte contrainte thermique, on ne peut pas compter sur une étanchéité constante du siège entre le corps d'injecteur et l'aiguille d'injecteur, alors que cette constance est indispensable pour une bonne formation du jet dans Due to this high thermal stress, we can not rely on a constant sealing of the seat between the injector body and the injector needle, whereas this constancy is essential for a good formation of the jet in

l'ensemble du domaine de fonctionnement. the entire field of operation.

-2 En outre, la conformation en forme de coupe de l'extrémité de l'injecteur, du côté de la chambre de combustion, du dispositif connu, provoque la présence d'un grand volume résiduel de carburant, qui a pour conséquence une poursuite non souhaitée de l'écoulement goutte à goutte du carburant et une In addition, the cut-shaped conformation of the end of the injector, on the combustion chamber side, of the known device causes the presence of a large residual fuel volume, which results in a continuation unwanted flow of the fuel drip and a

cokéfaction de l'extrémité de la buse. coking the end of the nozzle.

C'est pourquoi, l'objet de l'invention est de créer un injecteur de carburant pour moteurs à combustion interne, qui présente des sections transversales d'injection susceptibles d'être commandées sans gradations et qui assure une bonne formation du jet dans l'ensemble du domaine de fonctionnement. Ce problème est résolu selon l'invention du fait qu'à l'extrémité de l'aiguille d'injecteur située du côté de la chambre de combustion sont formées plusieurs nervures radiales disposées sur la périphérie et ayant une longueur axiale limitée; que le corps d'injecteur présente, à son extrémité qui coopère avec l'aiguille de buse, des gorges radiales disposées en couronne; que les nervures de l'aiguille d'injecteur sont guidéesquand l'injecteur est à l'état monté, dans les gorges radiales du corps de buse, de façon à se déplacer axialement; et qu'entre le diamètre, au pied des nervures de l'aiguille d'injecteur, et le diamètre de la tige d'aiguille d'injecteur, est formé un siège annulaire de valve conique; et que, sur la tige de l'aiguille d'injecteur, dans la zone du siège de valve sont disposées des gorges axiales, dont le nombre et la largeur correspondent au nombre et à la Therefore, the object of the invention is to create a fuel injector for internal combustion engines, which has injection cross sections that can be controlled without gradations and that ensures a good formation of the jet in the engine. whole of the field of operation. This problem is solved according to the invention because at the end of the injector needle located on the side of the combustion chamber are formed a plurality of radial ribs disposed on the periphery and having a limited axial length; that the injector body has, at its end which cooperates with the nozzle needle, radial grooves arranged in a ring; that the ribs of the injector needle are guided when the injector is in the mounted state, in the radial grooves of the nozzle body, so as to move axially; and that between the diameter, at the foot of the ribs of the injector needle, and the diameter of the injector needle rod, is formed an annular conical valve seat; and that, on the nozzle needle shank, there are axial grooves in the region of the valve seat, the number and width of which correspond to the number and the

largeur des nervures.width of the ribs.

Les avantages obtenus par l'invention consistent en particulier dans le fait que, l'injecteur de carburant étant fermé après un processus d'injection, il ne se forme aucun volume résiduel de carburant et qu'on évite ainsi la poursuite non souhaitée d'un écoulement ultérieur goutte à goutte; qu'aucune cokéfaction du carburant résiduel ne se produit; que, lors de l'ouverture de la valve d'injection les orifices d'injectionqui se forment avec une section transversale rectangulaire, permettent d'obtenir des jets d'injection ayant approximativement la même énergie de jet et la même longueur de jet que les alésages d'injecteurs habituelset que la qualité des jets d'injection est bonne dans l'ensemble du domaine de fonctionnement en restant constante pour des The advantages obtained by the invention consist in particular in the fact that, since the fuel injector is closed after an injection process, no residual volume of fuel is formed and the undesired continuation of the fuel is avoided. subsequent dripping; no coking of the residual fuel occurs; when the injection valve is opened, the injection ports which are formed with a rectangular cross-section, make it possible to obtain injection jets having approximately the same jet energy and the same jet length as the usual injector bores and that the quality of the injection jets is good throughout the entire operating range while remaining constant for

débits d'injection élevés ou faibles. high or low injection rates.

Un exemple d'exécution de l'invention est décrit plus en détail dans ce qui suit, et représenté sur le dessins, sur lequel: la figure 1 représente une coupe longitudinale partielle de l'injecteur, selon la ligne I-I de la figure 2; la figure 2, montre une coupe transversale d'injecteur selon la ligne II-II de la figure 1; et la figure 3 présente un développement de coupe An exemplary embodiment of the invention is described in more detail in the following, and shown in the drawings, in which: Figure 1 shows a partial longitudinal section of the injector, along line I-I of Figure 2; Figure 2 shows an injector cross-section along the line II-II of Figure 1; and Figure 3 shows a sectional development

selon la ligne III-III de la figure 2. along the line III-III of Figure 2.

Un injecteur de carburant présente un corps 11 d'injecteurqui est fixé dans la culasse d'un moteur à combustion interne et qui pénètre par son extrémité inférieure 13 dans la chambre de combustion d'un cylindre A l'intérieur du corps il d'injecteur est disposée une aiguille 12 d'injecteur, pouvant se déplacer axialement et qui, sous l'effet de la pression du carburant, peut être amenée en position d'ouverture, à l'encontre de la force d'un ressort non représenté La course d'ouverture de l'aiguille 12 d'injecteur peut être réglée au moyen d'un A fuel injector has an injector body 11 which is fixed in the cylinder head of an internal combustion engine and which enters through its lower end 13 into the combustion chamber of a cylinder inside the injector body 11 there is disposed an injector needle, which can move axially and which, under the effect of the fuel pressure, can be brought into the open position, against the force of a spring not shown. the opening of the injector needle 12 can be adjusted by means of a

dispositif non représenté.device not shown.

A l'extrémité de l'aiguille 12 d'injecteur située du côté de la chambre de combustion sont disposées quatre nervures 14 radiales réparties sur la périphérie, et dotées d'une longueur axiale limitée, lesquelles pénètrent en se déplaçant axialement en translation dans des gorges radiales 15 correspondantes conformées en couronne à At the end of the injector needle 12 located on the combustion chamber side are arranged four radial ribs 14 distributed on the periphery, and having a limited axial length, which penetrate while moving axially in translation in corresponding radial grooves 15 shaped in a crown to

l'extrémité 13 du corps 11 d'injecteur. the end 13 of the injector body 11.

Entre le diamètre 16, au pied des nervures, de l'aiguille 12 d'injecteur et le diamètre de la tige 17 d'aiguille d'injecteur est formé un siège 18 de valve de forme conique qui coopère avec une surface complémentaire correspondante du corps 11 d'injecteur de manière à assurer une bonne étanchéité lorsque la valve d'injection de carburant se trouve à l'état fermé. Lors d'une ouverture de la valve d'injection sur une course partielle 19 de l'aiguille 12 d'injecteur des orifices 20 d'injection se forment entre les gorges radiales 15 du corps l d'injecteur et les Between the diameter 16, at the foot of the ribs, the injector needle 12 and the diameter of the injector needle rod 17 is formed a valve seat 18 of conical shape which cooperates with a corresponding complementary surface of the body 11 injector so as to ensure a good seal when the fuel injection valve is in the closed state. During an opening of the injection valve on a partial stroke 19 of the injector needle 12, injection orifices 20 are formed between the radial grooves 15 of the injector body 1 and the

nervures 14 de l'aiguille 12 d'injecteur. ribs 14 of the injector needle 12.

Les gorges axiales 21 formées sur la tige 17 d'aiguille d'injecteur dans la zone du siège 18 de valve, et dont le nombre et la largeur correspondent aux nervures 14, provoquent, lorsque l'injecteur est ouvert, une déviation du carburant favorable à l'écoulement hors de l'espace 22 dans les orifices 20 The axial grooves 21 formed on the injector needle rod 17 in the valve seat zone 18, and whose number and width correspond to the ribs 14, cause, when the injector is open, a favorable fuel deflection. at the flow out of the space 22 in the orifices 20

d'injection.injection.

La pente du siège 18 de valve conique impose la direction du jet, ce que l'on appelle l'angle de pulvérisation en hauteur, pour le carburant qui sort des orifices 20 d'injection En vue d'accorder l'injection à la forme de la chambre de combustion,on peut donner une valeur optimale à la pente du siège The slope of the tapered valve seat 18 dictates the direction of the jet, the so-called height spray angle, for the fuel exiting the injection ports for the purpose of tuning the injection into the form. of the combustion chamber, we can give an optimal value to the slope of the seat

18 de valve.18 of valve.

Claims

A fuel injector for internal combustion engines, comprising an injector needle passing through an injector body, a plurality of radially-oriented injection orifices cooperating in the injector body with the injector needle, and according to the different relative positions of the injector needle and the injector body obtains as results transverse sections or variable injection ports, injector characterized in that at the end of the injector needle located on the side of the combustion chamber Ls are formed a plurality of radial ribs (14) distributed on the periphery and having a limited axial length; in that the injector body (11) has, at its end (13) which cooperates with the nozzle needle (12), radial grooves (15) arranged in a ring; in that the ribs (14) of the injector needle (12) are guided, when the injector is in the mounted state, into the radial grooves (15) of the nozzle body (11) so as to moving axially and in that between the diameter, at the foot of the ribs of the injector needle (12), and the diameter of the injector needle rod (17), is formed a seat (18)

annular conical valve.

Fuel injector for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that axial grooves (21) are arranged on the valve needle shaft (17) in the region of the valve seat (18). whose number and width correspond to the number and the width

ribs (14).