FR2877056A1 - Injecteur de carburant pour moteur a combustion interne comportant des trous d'injection de permeabilite differente - Google Patents

Abstract

L'invention propose un injecteur (38) de carburant pour moteur à combustion interne, en particulier à allumage par compression et à injection directe, comportant à son extrémité inférieure un nez (40) comportant n trous d'injection (42) dont chacun est susceptible de pulvériser un jet (44A, 44B) de carburant, selon des paramètres déterminés, dans une cavité (28) associée en forme de bol délimitant la partie inférieure d'une chambre de combustion (30) d'un cylindre du moteur, caractérisé en ce qu'il comporte une première série de trous T1 de perméabilité P1 et au moins une deuxième série de trous T2 de perméabilité P2, et en ce que la perméabilité P1 des trous T1 de la première série est supérieure à la perméabilité P2 des trous T2 de la deuxième série.

Description

"Injecteur de carburant pour moteur à combustion interne

comportant des trous d'injection de perméabilité différente" L'invention concerne un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne de véhicule automobile comportant des 5 trous d'injection de perméabilité différente.

L'invention concerne plus particulièrement un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne comportant à son extrémité inférieure un nez comportant n trous d'injection dont chacun est susceptible de pulvériser un jet de carburant, selon io des paramètres déterminés, dans une cavité associée en forme de bol délimitant la partie inférieure d'une chambre de combustion d'un cylindre du moteur.

On connaît de nombreux exemples d'injecteurs de carburant ou combustible de ce type, en particulier pour des ts moteurs à combustion interne du type à allumage par compression et à injection directe, notamment de type Diesel.

De tels moteurs à combustion interne comportent généralement un dispositif d'injection de carburant comportant principalement un calculateur de commande pour gérer l'injection du carburant lequel est pulvérisé dans chacune des chambres de combustion du moteur par, l'intermédiaire d'injecteurs de carburant.

On cherche généralement à améliorer les performances de ces moteurs tout en réduisant d'une part leur consommation et, d'autre part, l'émission de polluants, tels que les oxydes d'azote (NOx) ou les particules comme les suies.

De telles améliorations peuvent notamment être obtenues en agissant sur la qualité du mélange entre les gaz d'admission et le carburant, c'est-àdire en réalisant un mélange sensiblement homogène dans la chambre de combustion du cylindre du moteur, plus particulièrement dans la cavité du piston.

Dans le cas d'un moteur à injection directe, les phénomènes principaux qui se combinent et qui permettent d'obtenir un mélange sensiblement homogène sont essen- tiellement la pulvérisation du carburant et les mouvements d'air du type "swirl" de la charge de gaz d'admission autour d'un axe sensiblement confondu ou parallèle à l'axe du cylindre, et encore le mouvement d'air provoqué par l'injection de carburant.

Il est ainsi connu que les caractéristiques du mélange "air/carburant" obtenues dans la chambre de combustion dépendent directement de l'angle sous lequel le carburant est injecté dans la chambre de combustion et par exemple au niveau d'une cavité formée dans la face supérieure du piston, et de la to forme même de cette cavité.

En effet, on cherche aussi parallèlement à améliorer les chambres de combustion des moteurs et plus particulièrement à optimiser la géométrie de la cavité de la face supérieure de chaque piston qui est complémentaire et associée à un injecteur donné.

Plus précisément, le carburant, lorsqu'il est injecté par les trous ou orifices de l'injecteur de carburant, forme une nappe ou un cône dont l'ouverture, aussi appelée "angle de nappe", est primordiale et plusieurs conceptions sont à ce titre connues de l'état de technique.

Selon une première conception conventionnelle connue, la chambre de combustion comporte un injecteur dont l'angle de nappe est relativement élevé, c'est à dire typiquement de l'ordre de 140 à 160 degrés. Cet injecteur est implanté dans la culasse de manière que les points d'impact des jets de carburant soient placés en périphérie de la chambre de combustion ou de la cavité du piston.

Cette configuration pose de nombreux problèmes.

En effet, lors de sa pulvérisation, le carburant peut être amené à interagir avec lui-même et conduire à une production élevée de suies dans des zones ou l'oxygène de l'air se fait rare, le jet de carburant se recouvrant à l'intérieur de la cavité avant d'accéder à l'espace libre délimité entre la face supérieure du piston et la culasse.

Par ailleurs, l'exploitation de l'oxygène dans l'espace libre délimité entre la face supérieure du piston et la culasse n'est pas optimale car les jets de carburant n'atteignent pas rapidement cette zone. Enfin, ce type de chambre de combustion ne permet pas d'effectuer d'injection de carburant avant que le piston n'atteigne le point mort haut, car un angle de nappe élevé conduit à un arrosage de la paroi périphérique du cylindre, avec pour conséquence une dilution élevée du lubrifiant qui la recouvre.

Selon une seconde conception conventionnelle connue, la io chambre de combustion comporte un injecteur dont l'angle de nappe est peu élevé, c'est à dire typiquement de l'ordre de 50 à 60 degrés. Cet injecteur est implanté dans la culasse de manière que les points d'impact des jets de carburant soient placés sensiblement au centre de la chambre de combustion du cylindre du moteur ou de la cavité du piston, plus particulièrement sur une protubérance centrale si la cavité ou le bol le piston en comporte une.

Cette configuration permet d'éviter l'arrosage de la paroi du cylindre lorsqu'une injection de carburant est effectuée avant que le piston n'atteigne le point mort haut. Par contre, compte tenu du parcours des jets de carburant qui s'effectue en majorité le long des parois de la cavité, la zone située au centre du bol ne bénéficie pas d'une répartition optimale du mélange air/carburant.

De plus, on distingue principalement deux catégories de cavités utilisées dans les moteurs à combustion du type à allumage par compression et à injection directe, à savoir d'une part les cavités de rayon élevé et de faible profondeur, dites à "bol large", et d'autre part, les cavités de rayon plus faible et de profondeur plus importante, dites à "bol profond".

Dans les cavités à "bol large" qui sont associées aux injecteurs selon la première conception, les gaz d'admission dévient les jets vers l'extérieur du bol, particulièrement lorsque le moteur fonctionne à hauts régimes (fortes charges) tandis que dans les cavités à "bol profond" qui sont associées aux injecteurs selon la seconde conception, seule une faible proportion des gaz d'admission pénètrent à l'intérieur du bol pour se mélanger au carburant et cela quel que soit le régime de fonctionnement du moteur.

Pour remédier à ces inconvénients, de nouveaux injecteurs de carburant associés à des cavités complémentaires ont été conçus et mis au point.

Le document US-A1-2003/0066509 décrit par exemple un injecteur dont le nez comporte des trous d'injection du carburant io qui sont répartis axialement sur le nez et associés à de moyens de commande de manière à injecter sélectivement, en fonction du mode de fonctionnement du moteur, le carburant suivant un cône d'injection du carburant large, c'est à dire présentant un angle de nappe élevé ou ouvert et/ou suivant un cône d'injection du carburant étroit, c'est à dire présentant un angle de nappe peu élevé ou plus fermé.

Toutefois, les conceptions selon l'état de la technique ne donnent pas entière satisfaction et ne permettent notamment pas d'obtenir un mélange des gaz d'admission et du carburant injecté aussi homogène que souhaité.

Ainsi, le carburant est susceptible d'être injecté, en fonction du régime moteur et du type désiré de combustion, simultanément dans la chambre de combustion respectivement en périphérie suivant un cône d'injection à angle de nappe large et centralement suivant un cône d'injection à angle de nappe étroit, la répartition du carburant n'est pas optimale.

En effet, afin d'améliorer dans les injecteurs la pulvérisation du carburant en de fines gouttelettes, on a d'une part augmenté la pression d'injection pour obtenir de forts coefficients de débit et, d'autre part, on a diminué le diamètre des trous du nez d'injection tout en augmentant en conséquence leur nombre pour injecter autant de carburant qu'auparavant.

Or comme les trous d'injection ainsi réalisés sont tous identiques à l'exception de leur agencement, tous les jets de carburant pulvérisés par ces trous pénètrent, du fait du fort coefficient de débit, en profondeur dans la chambre de combustion en laissant toutefois partiellement inutilisés les gaz d'admission présents au centre et plus particulièrement dans la partie supérieure de la chambre de combustion.

Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un injecteur de carburant comportant des trous permettant d'assurer une répartition optimale du carburant en tous points de la chambre de combustion.

to Dans ce but, l'invention propose un injecteur de carburant du type décrit précédemment, caractérisé en ce que l'injecteur comporte une première série de trous T1 de perméabilité P1 et au moins une deuxième série de trous T2 de perméabilité P2, et en ce que la perméabilité P1 des trous Ti de la première série est supérieure à la perméabilité P2 des trous T2 de la deuxième série.

La perméabilité correspond, pour un trou d'injection donné, à la capacité dudit trou à être plus ou moins facilement traversé par un fluide, ici du carburant. La perméabilité est ainsi définie par le débit qui peut s'écouler, par unité de temps, à travers une surface ou section donnée.

Par conséquent, un trou d'injection sera d'autant plus perméable au carburant que, pour une unité de temps et une pression donnée, sa section est importante. La perméabilité du trou détermine ainsi, lors de l'injection du carburant, les paramètres correspondant du jet pulvérisé dans la chambre de combustion, tels que la vitesse ou le coefficient de débit, la profondeur plus ou moins importante à laquelle le jet pénètre dans la cavité ou encore l'importance des effets de cavitation subis par le carburant avant sa pulvérisation en jet.

Grâce à l'invention, les gaz d'admission sont utilisés de manière optimale et le carburant est réparti radialement tant en périphérie que centralement et axialement tant en profondeur dans la partie inférieure que dans la partie supérieure de la cavité de la chambre de combustion de manière à obtenir un mélange homogène.

Avantageusement, on améliore les performances du moteur à injection directe, notamment à pleine charge, et on réduit, à performances équivalentes avec l'état de la technique, la consommation en carburant et l'émission de polluants.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - les trous T1 de perméabilité P1 de la première série ont chacun une section S1 déterminée de manière à pulvériser, avec lo un coefficient de débit Cl fort, une première quantité Q1 de carburant sous la forme de jets, dits principaux, susceptibles de pénétrer dans la partie inférieure de la cavité de la chambre de combustion et de se mélanger avec l'air situé en périphérie de la cavité de la chambre de combustion; - les trous T2 de perméabilité P2 de la deuxième série ont chacun une section S2 déterminée, qui est inférieure ou égale à la section S1 des trous T1 de la première série, de manière à pulvériser, avec un coefficient de débit C2 inférieur au coefficient de débit Cl des trous Ti de la première série, une deuxième quantité Q2 de carburant sous la forme de jets, dits secondaires, susceptibles d'atteindre la partie supérieure de la cavité de la chambre de combustion et de se mélanger avec l'air situé au centre de la cavité de la chambre de combustion; - la section S2 des trous T2 de la deuxième série est égale à la section S1 des trous Ti de la première série et en ce que les trous T2 de la deuxième série comportent des moyens susceptibles de provoquer une perte de charge déterminée de manière à obtenir la pulvérisation d'une deuxième quantité Q2 de carburant par les trous T2; ladite perte de charge déterminée est obtenue en modifiant la géométrie des trous T2 de la deuxième série, notamment pour favoriser un phénomène de cavitation - ladite perte de charge déterminée résulte de l'état de surface de la paroi interne des trous T2 de la deuxième série, notamment pour favoriser un phénomène de cavitation; - chaque trou T2 de la deuxième série comporte un bord s d'entrée comportant une arête vive et/ou une forme divergente; - les trous T1, T2 de chaque série sont globalement agencés dans un plan radial du nez; - les trous T1 et T2 des première et deuxième séries sont répartis angulairement de manière régulière; - les trous Ti de la première série et les trous T2 de la deuxième série sont agencés de manière alternée selon une seule rangée annulaire.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles: la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un cylindre de moteur à combustion interne comportant un injecteur de carburant réalisés conformément aux enseignements de l'invention; la figure 2 est une vue schématique en perspective selon la figure 1 qui représente en détail et de manière simplifiée la cavité associé à un nez d'injecteur comportant des trous de perméabilité différente; les figures 3 à 6 sont des vues schématiques de dessus suivant la figure 2 qui représentent la répartition des jets de carburant pulvérisés par les trous de perméabilité différente dans un plan horizontal d'injection de la cavité et qui illustrent le mélange du carburant avec l'air sous l'action notamment du mouvement aérodynamique ordonné de l'air du type swirl .

Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les expressions telles que supérieur et inférieur et les orientations axiale et radiale en référence aux figures et définitions données dans la description. De plus, les éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence.

On a représenté schématiquement à la figure 1, une partie d'un moteur à combustion interne 10 du type à allumage par compression et à injection directe, qui est ici un moteur Diesel.

La figure 1 représente plus particulièrement un cylindre 12 d'axe X-X vertical et un piston 14 apte à coulisser axialement dans le cylindre 12 du moteur 10 en décrivant un mouvement de va-et-vient. Le piston 14 comporte une tête 16 dans son tronçon io supérieur et une jupe axiale 18 dans son tronçon inférieur.

La paroi cylindrique externe 20 de la tête 16 comporte des gorges annulaires périphériques 22 qui reçoivent des segments 24.

Le piston 14 comporte dans sa face supérieure 26 une cavité 28, encore parfois appelée "bol" du fait de sa forme, qui délimite axialement la partie inférieure d'une chambre de combustion 30 du cylindre 12 et dont la partie supérieure est délimitée par la culasse 32 du moteur 10.

De préférence, la cavité 28 présente une symétrie de 20 révolution autour d'un axe vertical, qui est ici confondu avec l'axe X-X du cylindre 12.

Comme cela a été expliqué en préambule, il existe dans l'état de la technique de nombreuses formes géométriques ou profil différent de cavité 28, notamment en fonction des applications et des moyens d'injection du carburant.

La cavité 28 comporte ici une gorge annulaire périphérique 34 et un bossage central 36, ici une protubérance s'étendant axialement à partir du fond de la cavité 28 en direction de la culasse 32 et présentant globalement une forme de calotte conique ou de dôme.

La culasse 32 comporte au moins un conduit d'admission d'air qui débouche par un orifice d'entrée obturé par une soupape d'admission (non représentés) dans la chambre de combustion 30, et au moins un conduit d'échappement des gaz brûlés qui débouche par un orifice de sortie destiné à être obturé par une soupape d'échappement (non représentée) dans la chambre de combustion 30.

Les soupapes d'admission et d'échappement n'ont pas été représentées afin de faciliter la lecture des figures et sont agencées dans un plan différent du plan de coupe de la figure 1.

La culasse 32 porte un injecteur 38 de carburant d'axe général A dont la partie inférieure forme un nez ou buse d'injection 40 qui débouche axialement directement dans la partie to supérieure de la chambre de combustion 30 du cylindre 12 du moteur 10.

De préférence, l'injecteur 38 est agencé verticalement en position centrale par rapport à la cavité 28, c'est-à-dire de manière que son axe général A soit parallèle et confondu avec l'axe vertical X-X commun de la cavité 28 et du cylindre 12.

En variante, l'injecteur 38 est agencé dans une position excentrée par rapport à l'axe X-X du cylindre 12, notamment du fait de la présence des soupapes d'admission et d'échappement. Cependant, l'axe général A de l'injecteur 38 est alors généralement incliné par rapport à l'axe X-X du cylindre 12 de manière à rapprocher le nez 40 de l'axe X-X pour que l'injection de carburant soit effectuée le plus près possible de l'axe du cylindre 12.

L'injecteur 38 est ici du type à trou(s) et le nez 40 comporte donc un nombre "n" de trous d'injection 42 dont chacun est susceptible de pulvériser un jet 44 de carburant, selon un axe principal de pulvérisation B et des paramètres déterminés, dans la chambre de combustion 30 du cylindre 12 du moteur 10, plus précisément dans la cavité 28 associée du piston 14 délimitant la partie inférieure de la chambre 30.

Le carburant est ainsi pulvérisé par les n trous 42 sous la forme de n jets 44 dont les axes de pulvérisation B constituent, selon leur agencement sur le nez 40, la génératrice d'au moins un cône d'injection 46 globalement tronconique et présentant une io ouverture au sommet correspondant à un angle de nappe "a" déterminé en fonction notamment de la cavité 28 associée.

L'injection du carburant est de préférence réalisée lorsque le piston 14 coulissant dans le cylindre 12 atteint une position dite s de point mort haut (PMH).

Comme expliqué précédemment, les injecteurs actuels ne permettent pas d'obtenir un mélange du carburant et du gaz d'admission aussi homogène que souhaité.

En effet dans l'état de la technique, le carburant est io pulvérisé sous la forme de jets par des trous 42 de perméabilité identique qui présentent un même diamètre réduit permettant avec une pression d'injection élevée de faire pénétrer la carburant en profondeur dans la cavité 28 mais qui laisse cependant partiellement inutilisés les gaz d'admission présents au centre et tout particulièrement dans la partie supérieure de la cavité 28 ou de la chambre de combustion 30.

Conformément à l'invention, l'injecteur 38 comporte une première série de trous T1 de perméabilité P1 et au moins une deuxième série de trous T2 de perméabilité P2 et la perméabilité P1 des trous T1 de la première série est supérieure à la perméabilité P2 des trous T2 de la deuxième série de manière à obtenir une répartition du carburant dans l'ensemble de la cavité 28 de la chambre de combustion 30.

Grâce à l'invention, le carburant est en effet susceptible d'être réparti dans l'ensemble de la cavité 28 de la chambre de combustion 30, tant dans la partie inférieure que dans la partie supérieure et tant à la périphérie qu'au centre de sorte que le mélange entre le carburant et le gaz d'admission soit optimal et donc sensiblement homogène.

L'ensemble des trous T1 de la première série ont ici tous la même perméabilité P1 au carburant et l'ensemble des trous T2 de la deuxième série ont la même perméabilité P2.

Avantageusement, le nombre de trous T1 de la première série est égal au nombre de trous T2 de la deuxième série et le Il nombre total de trous T1, T2 respectivement des première et deuxième séries est donc de préférence un nombre pair supérieur ou égal à 6.

Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, les trous Ti et T2 de chaque série sont globalement agencés dans un plan radial du nez 40, c'est-à-dire dans un plan horizontal orthogonal à l'axe général A de l'injecteur 38.

De préférence, les trous Ti de la première série et les trous T2 de la deuxième série sont agencés axialement dans le lo nez 40 de l'injecteur 38 en une seule rangée annulaire 48.

Avantageusement, les trous Ti de la première série et les trous T2 de la deuxième série sont répartis angulairement de manière régulière autour de l'axe A et sont agencés dans la rangée annulaire 48 de manière alternée selon une séquence déterminée.

De préférence, la séquence est ici ordonnée de manière à alterner les trous Ti et T2 de perméabilité différente, c'est-à-dire qu'un trou Ti de la première série alterne avec un trou T2 de la deuxième série pour que le trou 42 consécutif d'un trou T1 de perméabilité P1 soit un trou T2 de perméabilité P2 et réciproquement.

Les trous Ti de perméabilité P1 de la première série ont chacun une section S1 déterminée de manière à pulvériser, avec un coefficient de débit Cl fort, une première quantité Q1 de carburant sous la forme de jets, dits jets principaux 44A, susceptibles de pénétrer globalement axialement dans la partie inférieure de la cavité 28 de la chambre de combustion 30 et de se mélanger avec l'air situé en périphérie de la cavité 28 de la chambre de combustion 30.

Les trous T2 de perméabilité P2 de la deuxième série ont chacun une section S2 déterminée de manière à pulvériser, avec un coefficient de débit C2 inférieur au coefficient de débit Cl des trous Ti de la première série, une deuxième quantité Q2 de carburant sous la forme de jets, dits jets secondaires 44B, susceptibles d'atteindre globalement axialement la partie supérieure de la cavité 28 de la chambre de combustion 30 et de se mélanger avec l'air situé au centre de la cavité 28 de la chambre de combustion 30.

La section S2 des trous T2 de la deuxième série est ainsi inférieure à la section SI des trous T1 de la première série de manière que la perméabilité P1 des trous T1 de la première série soit supérieure à la perméabilité P2 des trous T2 de la deuxième série.

lo Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la différence de perméabilité entre les trous Ti de perméabilité P1 de la première série et les trous T2 de perméabilité P2 de la deuxième série résulte donc principalement de la différence de section entre les trous T1 et les trous T2.

Cependant, il est aussi possible d'obtenir une différence de perméabilité en provoquant une perte de charge déterminée dans certain des trous 42.

Ainsi, lorsque la section S2 des trous T2 de la deuxième série est sensiblement égale à la section SI des trous Ti de la première série, les trous T2 de la deuxième série comportent avantageusement des moyens susceptibles de provoquer une perte de charge déterminée de manière à obtenir la pulvérisation d'une deuxième quantité Q2 de carburant par les trous T2 avec une perméabilité P2 qui soit inférieure de la perméabilité P1 des trous T1 de la première série pulvérisant la première quantité QI de carburant.

La perte de charge est par exemple obtenue en modifiant la géométrie des trous T2 de la deuxième série, par exemple la géométrie interne, et notamment pour favoriser un phénomène de cavitation.

Selon un autre exemple, la perte de charge résulte de l'état de surface de la paroi interne des trous T2 de la deuxième série, notamment pour favoriser un phénomène de cavitation.

De préférence, chaque trou T2 de la deuxième série comporte un bord d'entrée (non représenté), opposé au bord de sortie 50, comportant une arête vive etlou une forme divergente de manière que la section d'entrée soit inférieure à la section de s sortie et/ou les trous Ti de la première série comportent un bord d'entrée (non représenté), opposé au bord de sortie 52, qui est chanfreiné.

De manière connue et par opposition aux bords dits de sortie 50, 52 qui débouchent à l'extérieur du nez 40 dans la chambre de combustion 30, les bords d'entrée des trous T1 et T2 sont eux agencés à l'intérieur du corps de l'injecteur 38 de sorte qu'ils sont adjacents à un organe généralement appelé "aiguille" (ndn représentée).

Comme on peut le voir sur la figure 2, les jets principaux 44A pulvérisés par les trous Ti de la première série de perméabilité P1 supérieure à la perméabilité P2 pénètrent en profondeur et jusqu'à la périphérie de la cavité 28, tandis que les jets secondaires 44B pulvérisés par les trous T2 de la deuxième série atteignent la partie supérieure et essentiellement le centre de la cavité 28 qui est représentée en trait silhouette.

Le plan P correspond à un plan radial moyen d'injection s'étendant horizontalement à travers la cavité 28.

Chaque jet principal 44A alterne ici avec un jet secondaire 44B de manière à obtenir une répartition optimale du carburant 25 dans la cavité 28 de la chambre de combustion.

De plus, le moteur comporte avantageusement des moyens pour produire à l'admission un mouvement aérodynamique ordonné d'air de type tourbillonnaire, encore appelé "swirl", qui se forme dans la cavité 28 de la chambre combustion 30 autour d'un axe sensiblement confondu ou parallèle à l'axe X-X du cylindre 12.

La flèche F représente sur les figures 3 à 6, le sens du mouvement de swirl dans la cavité 28.

Les figures 3 à 6 illustrent plus particulièrement vue de dessus le mélange du carburant pulvérisé correspondant aux jets principaux 44A et aux jets secondaires 44B avec l'air ou le gaz d'admission qui est animé d'un mouvement aérodynamique du type swirl.

Sur la figure 3 représente une partie seulement des jets principaux 44A et des jets secondaires 44B à l'instant to où le carburant est pulvérisé.

Ainsi, les jets principaux 44A injectés par les trous T1 de la première série avec une perméabilité P1 correspondent aux "pétales" radialement les plus longues suivant l'axe de pulvérisation B et qui pénètrent donc avec une vitesse plus importante jusque dans la partie inférieure de la cavité 28 de manière à amener et repartir le carburant sur l'ensemble de la périphérie de la cavité 28.

De même, les jets secondaires 44B injectés par les trous T2 de la deuxième série, avec une perméabilité P2 inférieure à la perméabilité P1, correspondent aux "pétales" les plus courtes radialement suivant l'axe de pulvérisation B et qui concentre le carburant essentiellement au centre et dans la partie supérieure de la cavité 28.

De préférence, la répartition des jets de carburant pulvérisés est telle qu'un jet principal 44A alterne ici avec un jet secondaire 44B.

Sur les figures 4 à 6 suivantes, on a volontairement limité la représentation à une partie des jets 44A et 44B de manière à pouvoir illustrer le mélange et la répartition du carburant dans la cavité 28, notamment sous l'effet du mouvement de swirl, et dans le temps, ici à des instants successifs t1, t2 et t3 postérieurs à l'instant to.

Comme on peut le voir sur la figure 3, les jets principaux 44A et secondaires 44B sont à l'instant to sensiblement chacun alignés sur leur axe de pulvérisation B, puis font sous l'action du mouvement tourbillonnaire suivant la flèche F "s'enrouler" de plus en plus dans la cavité 28 comme l'illustrent les figures 4 à 6.

Grâce à l'invention et comme l'illustre la figure 6, le carburant est ainsi réparti de manière optimale dans l'ensemble de la chambre de combustion 30.

Avantageusement, la quantité de carburant QI injectée par les trous Ti de la première perméabilité P1 est supérieure à la quantité de carburant Q2 injectée par les trous T2 de perméabilité inférieure de manière que le carburant est pour l'essentiel injecté par les trous T1 de la première série. Bien entendu, la différence de perméabilité peut résulter d'une différence

de section entre les trous T1 de la première série et les trous T2 de la deuxième série et/ou de la mise en oeuvre dans au moins l'une des séries de trous de moyens susceptibles de provoquer une perte de charge déterminée.

L'injecteur 38 décrit et représenté dans les figures n'est qu'un exemple de réalisation non limitatif de mise en oeuvre des enseignements de l'invention.

Ainsi, le nez 40 de l'injecteur 38 peut comporter au moins deux rangées annulaires 48 de trous d'injection 42 décalées axialement, chacune des rangées 48 pouvant comporter un nombre déterminé de trous 42 constitués soit par des trous Ti de perméabilité P1 de la première série soit par des trous T2 de perméabilité P2 de la deuxième série ou encore par des trous T1 de la première série et des trous T2 de la deuxième série répartis annulairement selon une séquence déterminée.

Lorsque le nez 40 comporte au moins deux rangées annulaires 48 superposées axialement, respectivement supérieure et inférieure, les trous 42 de type T1 et/ou de type T2 de chacune des rangées 48 peuvent être décalés angulairement les uns par rapport aux autres, en variante alignés axialement.

En variante, les trous T1 de la première série et les trous T2 de la deuxième série sont agencés annulairement de manière alternée selon une séquence formant une suite ordonnée.

La géométrie des trous d'injection 42 est fonction des applications et de paramètres déterminés tels la cavité 28.

Les trous 42 sont de préférence de section circulaire et par exemple de forme cylindrique ou tronconique et suivant une génératrice rectiligne ou curviligne.

Un injecteur 38 selon l'invention permet donc d'apporter une amélioration sensible des performances d'un moteur à combustion interne 10 à allumage par compression et à injection directe.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Injecteur (38) de carburant pour moteur (10) à combustion interne, en particulier à allumage par compression et à injection directe, comportant à son extrémité inférieure un nez (40) comportant n trous d'injection (42) dont chacun est susceptible de pulvériser un jet (44) de carburant, selon des paramètres déterminés, dans une cavité (28) associée en forme de bol délimitant la partie inférieure d'une chambre de combustion (30) d'un cylindre (12) du moteur (10), caractérisé en ce qu'il i0 comporte une première série de trous Ti de perméabilité P1 et au moins une deuxième série de trous T2 de perméabilité P2, et en ce que la perméabilité P1 des trous Ti de la première série est supérieure à la perméabilité P2 des trous T2 de la deuxième série.

2. Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trous T1 de perméabilité P1 de la première série ont chacun une section S1 déterminée de manière à pulvériser, avec un coefficient de débit Cl fort, une première quantité Q1 de carburant sous la forme de jets (44A), dits principaux, susceptibles de pénétrer dans la partie inférieure de la cavité (28) de la chambre de combustion et de se mélanger avec l'air situé en périphérie de la cavité (28) de la chambre de combustion (30).

3. Injecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les trous T2 de perméabilité P2 de la deuxième série ont chacun une section S2 déterminée, qui est inférieure ou égale à la section Si des trous T1 de la première série, de manière à pulvériser, avec un coefficient de débit C2 inférieur au coefficient de débit Cl des trous T1 de la première série, une deuxième quantité Q2 de carburant sous la forme de jets (44B), dits secondaires, susceptibles d'atteindre la partie supérieure de la cavité (28) de la chambre de combustion (30) et de se mélanger avec l'air situé au centre de la cavité (28) de la chambre de combustion (30).

4. Injecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que, la section S2 des trous T2 de la deuxième série est égale à la section S1 des trous Ti de la première série et en ce que les trous T2 de la deuxième série comportent des moyens susceptibles de provoquer une perte de charge déterminée de manière à obtenir la pulvérisation d'une deuxième quantité Q2 de carburant par les trous T2.

5. Injecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite perte de charge déterminée est obtenue en modifiant la i0 géométrie des trous T2 de la deuxième série, notamment pour favoriser un phénomène de cavitation.

6. Injecteur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite perte de charge déterminée résulte de l'état de surface de la paroi interne des trous T2 de la deuxième série, notamment pour favoriser un phénomène de cavitation.

7. Injecteur selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque trou T2 de la deuxième série comporte un bord d'entrée comportant une arête vive et/ou une forme divergente.

8. Injecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les trous Ti, T2 de chaque série sont globalement agencés dans un plan radial du nez (40).

9. Injecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les trous T1 et T2 des première et deuxième séries sont répartis angulairement de manière régulière.

10. Injecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les trous T1 de la première série et les trous T2 de la deuxième série sont agencés de manière alternée selon une seule rangée annulaire (48).