FR2906575A1

FR2906575A1 - Injector cooling arrangement for e.g. cylinder head of heat engine, has internal and external rings interposed between injector nozzle and housing wall to allow transmission of heat accumulated in nozzle to element of heat engine

Info

Publication number: FR2906575A1
Application number: FR0654046A
Authority: FR
Inventors: Claude Dupouy; Olivier Baudrand
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-04-04
Anticipated expiration: 2026-10-03
Also published as: FR2906575B1

Abstract

The arrangement (10) has two concentric tubular internal and external rings (26, 28) interposed between a cylindrical nozzle (24) of an injector (16) and a wall (30) of a section (22) of a housing (12) to allow transmission, through conduction, of heat accumulated in the nozzle to an element (14) of a heat engine. The internal ring has an axial bore, whose diameter (d1) corresponding to that of the nozzle. The external ring has an external diameter (d2) corresponding to that of the housing section.

Description

"Agencement de refroidissement d'un injecteur comportant deux bagues"Cooling arrangement of an injector having two rings

coaxiales" L'invention concerne un agencement de refroidissement d'un injecteur dans un logement d'un élément de moteur thermique de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un agencement de refroidissement d'un injecteur dans un logement d'un élément de moteur thermique de véhicule automobile, notamment une culasse ou une ligne d'échappement dudit véhicule automobile, io qui comporte un logement axial recevant l'injecteur axial dont un premier tronçon reçoit un corps cylindrique de l'injecteur de manière qu'au moins une partie du corps de l'injecteur soit en contact avec le premier tronçon, et dont un deuxième tronçon reçoit avec jeu une buse cylindrique dite "nez" de l'injecteur, et du 15 type dans lequel de l'élément de moteur thermique de véhicule automobile comporte des moyens de refroidissement destinés à permettre le refroidissement de l'injecteur. On connaît de nombreux exemples d'agencements de ce type. The invention relates to an arrangement for cooling an injector in a housing of a motor vehicle engine element, and more particularly to an arrangement for cooling an injector in a housing of a motor vehicle element. motor vehicle engine, particularly a cylinder head or an exhaust line of said motor vehicle, which comprises an axial housing receiving the axial injector, a first section of which receives a cylindrical body of the injector so that at least a part the body of the injector is in contact with the first section, and a second section receives with clearance a cylindrical nozzle called "nose" of the injector, and the type in which of the engine element of a motor vehicle comprises cooling means for cooling the injector, and numerous examples of arrangements of this type are known.

20 II s'agit par exemple d'agencements selon lesquels l'injecteur est reçu dans une culasse du moteur du véhicule automobile afin de délivrer du carburant dans une chambre de combustion dudit moteur, ou bien d'agencements selon lesquels l'injecteur est monté dans une ligne d'échappement en aval du 25 moteur thermique, pour délivrer du carburant destiné à provoquer l'échauffement d'une partie de la ligne d'échappement, par exemple pour permettre la régénération d'un filtre à particules ou pour provoquer une montée de température dans un catalyseur faisant partie de ladite ligne d'échappement.These are, for example, arrangements according to which the injector is received in a cylinder head of the engine of the motor vehicle in order to deliver fuel into a combustion chamber of the engine, or arrangements according to which the injector is mounted. in an exhaust line downstream of the heat engine, for supplying fuel intended to cause the heating of a part of the exhaust line, for example to allow the regeneration of a particulate filter or to cause a temperature rise in a catalyst forming part of said exhaust line.

30 Dans un tel agencement, la fiabilité de l'injecteur est très étroitement liée à la température à laquelle il est soumis.In such an arrangement, the reliability of the injector is very closely related to the temperature to which it is subjected.

2906575 2 En effet, lorsqu'elle est soumise à une température élevée, la buse de l'injecteur peut être soumise à des dépôts de calamine qui peuvent conduire au blocage de son aiguille d'injection. La buse de l'injecteur peut aussi être soumise à des 5 déformations résultant des températures élevées auxquelles elle est soumise, avec toujours un risque de blocage de son aiguille d'injection. Le blocage de l'aiguille d'injection de l'injecteur provoque des fuites de celui-ci, qui peuvent peut être source au moins de io dysfonctionnements de l'injecteur, voire de risques d'incendies. Conventionnellement, un injecteur classique est reçu dans un élément de moteur thermique de véhicule automobile qui comporte des moyens de refroidissement destinés à permettre le refroidissement du corps de l'injecteur. Cette configuration est à 15 peu près adaptée à un fonctionnement continu de l'injecteur, celui-ci étant par ailleurs partiellement refroidi par le carburant qu'il pulvérise. Toutefois, lorsque l'injecteur ne fonctionne pas de manière continue, c'est-à-dire de manière séquentielle ou épisodique, on a 20 constaté que le refroidissement proposé par l'élément de moteur était insuffisant. L'invention remédie à cet inconvénient en proposant u agencement du type décrit précédemment, comportant des moyens de refroidissement de la buse de l'injecteur.Indeed, when subjected to a high temperature, the nozzle of the injector may be subjected to calamine deposits which can lead to the blocking of its injection needle. The nozzle of the injector may also be subjected to deformations resulting from the high temperatures to which it is subjected, with always a risk of blocking of its injection needle. The blocking of the injection needle of the injector causes leakage thereof, which can possibly cause at least injector malfunctions, or even risk of fire. Conventionally, a conventional injector is received in a motor vehicle engine element that has cooling means for cooling the body of the injector. This configuration is approximately adapted to continuous operation of the injector, which is also partially cooled by the fuel that it sprays. However, when the injector does not operate continuously, i.e. sequentially or episodically, it has been found that the cooling provided by the motor element is insufficient. The invention overcomes this disadvantage by proposing an arrangement of the type described above, comprising means for cooling the nozzle of the injector.

25 Dans ce but, l'invention propose un agencement du type décrit précédemment, caractérisé en ce que deux bagues concentriques sont interposées entre la buse cylindrique ou "nez" de l'injecteur et la paroi du deuxième tronçon pour permettre la transmission par conduction de la chaleur accumulée dans 30 l'extrémité cylindrique de l'injecteur à l'élément du moteur thermique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention 2906575 3 - les bagues sont sensiblement tubulaires et d'une longueur correspondant sensiblement à la longueur de la buse cylindrique ou "nez" de l'injecteur, - les bagues sont vissées l'une dans l'autre, une première 5 bague intérieure comportant un perçage axial d'un diamètre correspondant sensiblement à celui de la buse cylindrique ou "nez" de l'injecteur et une seconde bague extérieure étant d'un diamètre externe correspondant sensiblement à celui du deuxième tronçon du logement, io la première bague intérieure comporte un filetage externe qui est complémentaire d'un taraudage interne formé dans un perçage axial de la seconde bague extérieure, - les bagues sont fendues chacune suivant la direction axiale sur toute leur longueur, 15 - la fente de la première bague intérieure est agencée de manière diamétralement opposée à la fente de la seconde bague extérieure, - le premier tronçon du logement est d'un diamètre supérieur à celui du deuxième tronçon du logement, et une 20 rondelle est interposée entre l'extrémité de jonction du corps et de la buse de l'injecteur et une face d'épaulement du logement délimitée par les premier et deuxième tronçons, - le deuxième tronçon du logement débouche sur un troisième tronçon de diamètre inférieur au deuxième tronçon, de 25 manière à délimiter une face d'épaulement formant butée pour les bagues concentriques. 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 dessins annexés 30 dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe représentant un agencement selon un état antérieur de la technique, 2906575 4 - la figure 2 est une vue en coupe représentant un agencement selon l'invention, - la figure 3A est une vue de dessus représentant une première bague intérieure selon l'invention, 5 - la figure 3B est une vue en coupe représentant la première bague intérieure, - la figure 4A est une vue de dessus représentant la seconde bague extérieure selon l'invention, - la figure 4B est une vue de dessus représentant la io seconde bague extérieure, Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 un agencement 10 de 15 refroidissement d'un injecteur réalisé conformément à un état antérieur de la technique. De manière connue l'agencement 10 comporte un logement 12 qui est pratiqué dans un élément 14 de moteur thermique de véhicule automobile, notamment une culasse ou une ligne 20 d'échappement dudit véhicule automobile. Le logement 12, d'orientation sensiblement axiale, reçoit un injecteur 16, lui aussi d'orientation sensiblement axiale. Un premier tronçon tubulaire 18 du logement 12 reçoit un corps 20 cylindrique de l'injecteur 16 de manière qu'au moins une 25 partie du corps 20 de l'injecteur 16 soit en contact avec le premier tronçon 18. Un deuxième tronçon 22 du logement 12 reçoit avec jeu une buse 24 cylindrique dite "nez" de l'injecteur. De manière connue, l'élément 14 de moteur thermique de 30 véhicule automobile comporte des moyens de refroidissement (non représentés) destinés à permettre le refroidissement de l'injecteur 16.For this purpose, the invention proposes an arrangement of the type described above, characterized in that two concentric rings are interposed between the cylindrical nozzle or "nose" of the injector and the wall of the second section to allow transmission by conduction of the heat accumulated in the cylindrical end of the injector at the element of the engine. According to other characteristics of the invention, the rings are substantially tubular and of a length substantially corresponding to the length of the cylindrical nozzle or "nose" of the injector, the rings are screwed into each other. another, a first inner ring 5 having an axial bore of a diameter substantially corresponding to that of the cylindrical nozzle or "nose" of the injector and a second outer ring being of an outer diameter substantially corresponding to that of the second section of the housing, the first inner ring has an external thread which is complementary to an internal thread formed in an axial bore of the second outer ring, the rings are each split in the axial direction along their entire length, the slot of the first inner ring is arranged diametrically opposite the slot of the second outer ring, - the first section of the housing is of a diam is greater than that of the second portion of the housing, and a washer is interposed between the junction end of the body and the nozzle of the injector and a shoulder face of the housing delimited by the first and second sections, - the second section of the housing opens on a third section of smaller diameter than the second section, so as to define a shoulder face forming a stop for the concentric rings. Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which: FIG. 1 is a sectional view showing an arrangement according to a state 2 is a sectional view showing an arrangement according to the invention, FIG. 3A is a plan view showing a first inner ring according to the invention, FIG. 3B is a sectional view showing the first inner ring, - Figure 4A is a top view showing the second outer ring according to the invention, - Figure 4B is a top view showing the io second outer ring, in the following description , identical reference numerals designate identical parts or have similar functions. FIG. 1 shows a cooling arrangement 10 for an injector produced in accordance with a prior art. In known manner the arrangement 10 comprises a housing 12 which is formed in a motor vehicle engine element 14, in particular a cylinder head or an exhaust line of said motor vehicle. The housing 12, of substantially axial orientation, receives an injector 16, also of substantially axial orientation. A first tubular section 18 of the housing 12 receives a cylindrical body 20 of the injector 16 so that at least a portion of the body 20 of the injector 16 is in contact with the first section 18. A second section 22 of the housing 12 receives with clearance a cylindrical nozzle 24 called "nose" of the injector. In known manner, the motor vehicle engine element 14 comprises cooling means (not shown) for cooling the injector 16.

2906575 5 Conformément à l'invention, comme l'illustre la figure 2, pour améliorer le refroidissement de l'injecteur 16, deux bagues concentriques 26, 28 sont interposées entre la buse 24 cylindrique ou "nez" de l'injecteur et la paroi 30 du deuxième 5 tronçon 22 pour permettre la transmission par conduction de la chaleur accumulée dans la buse cylindrique 24 de l'injecteur 16 à l'élément 14 du moteur thermique. Plus particulièrement, comme l'illustre la figure 2, les bagues 26, 28 sont sensiblement tubulaires et d'une longueur io correspondant sensiblement à la longueur de la buse 24 cylindrique ou "nez" de l'injecteur, ceci afin de couvrir au maximum la buse 24 de l'injecteur afin d'en évacuer le maximum de chaleur. Comme l'illustre la figure 2 et les figures 3A, 3B, 4A et 4B, 15 la première bague intérieure 28 comporte un perçage axial 32 d'un diamètre "dl" correspondant sensiblement à celui de la buse 24 cylindrique ou "nez" de l'injecteur et la seconde bague extérieure 34 présente une périphérie 36 d'un diamètre externe "d2" correspondant sensiblement à celui du deuxième tronçon 22 20 du logement. Il sera compris que les tolérances du diamètre intérieur "dl" de la première bague intérieure 26 et du diamètre extérieur "d2" de la seconde bague extérieure 28 doivent être prévues pour permettre un ajustement glissant respectivement de la première 25 bague intérieure 26 sur la buse 24 de l'injecteur 16 et de la seconde bague extérieure 28 dans le deuxième tronçon 22 du logement 12. Pour faciliter la tenue d'une bague dans l'autre, ainsi qu'une conduction optimale de la chaleur, les bagues 26, 28 sont 30 vissées l'une dans l'autre. Cette configuration n'est pas limitative de l'invention et tout mode de fixation d'une bague par rapport à l'autre peut convenir à la bonne réalisation de l'invention.In accordance with the invention, as illustrated in FIG. 2, in order to improve the cooling of the injector 16, two concentric rings 26, 28 are interposed between the cylindrical nozzle 24 or "nose" of the injector and the wall. 30 of the second section 22 to allow conduction transmission of heat accumulated in the cylindrical nozzle 24 of the injector 16 to the element 14 of the engine. More particularly, as illustrated in FIG. 2, the rings 26, 28 are substantially tubular and of a length corresponding substantially to the length of the cylindrical nozzle 24 or "nose" of the injector, so as to cover as much as possible the nozzle 24 of the injector to remove the maximum heat. As illustrated in FIG. 2 and FIGS. 3A, 3B, 4A and 4B, the first inner race 28 has an axial bore 32 with a diameter "d" corresponding substantially to that of the cylindrical nozzle 24 or "nose" of the injector and the second outer ring 34 has a periphery 36 of an external diameter "d2" substantially corresponding to that of the second section 22 of the housing. It will be understood that the inner diameter tolerances "d1" of the first inner race 26 and outer diameter "d2" of the second outer race 28 should be provided to allow a sliding fit respectively of the first inner race 26 on the nozzle 24 of the injector 16 and the second outer ring 28 in the second section 22 of the housing 12. To facilitate the holding of one ring in the other, and an optimal heat conduction, the rings 26, 28 are screwed into each other. This configuration is not limiting of the invention and any method of fixing a ring relative to the other may be suitable for the good embodiment of the invention.

2906575 6 La première bague intérieure 26 comporte un filetage externe 38 qui est complémentaire d'un taraudage interne 40 formé dans un perçage axial 46 de la seconde bague 28 extérieure.The first inner ring 26 has an external thread 38 which is complementary to an internal thread 40 formed in an axial bore 46 of the second outer ring 28.

5 Il sera donc compris que le filetage externe 38 et le taraudage interne 40 ont même pas. Par ailleurs, pour faciliter le montage des bagues 26, 28 les bagues 26, 28 sont fendues chacune suivant la direction axiale sur toute leur longueur, ce qui permet de leur conférer une io élasticité permettant le montage. Les fentes ont pour but de conférer une élasticité au diamètre extérieur de la première bague 26 et au diamètre intérieur de la seconde bague 28. Ainsi la première bague 26 comporte une fente axiale 48 et 15 la seconde bague extérieure 28 comporte une fente axiale 50. Cette configuration permet aussi la dilatation des bagues 26, 28 dans le second tronçon 22 du logement 12. Il est important que le refroidissement de la buse 24 soit aussi uniforme que possible. Aussi il est nécessaire d'éviter que 20 les fentes 48, 50 ne se retrouvent en regard l'une de l'autre une fois que les bagues 26, 28 sont assemblées, car l'absence de matière résultant de l'alignement des deux fentes 48 ,50 créerait une accumulation de chaleur localisée sur la buse cylindrique 24 de l'injecteur.It will therefore be understood that the external thread 38 and internal thread 40 do not even have. Furthermore, to facilitate the mounting of the rings 26, 28 the rings 26, 28 are split each in the axial direction over their entire length, which gives them an elasticity for mounting. The slots are intended to impart elasticity to the outer diameter of the first ring 26 and the inside diameter of the second ring 28. Thus, the first ring 26 has an axial slot 48 and the second outer ring 28 has an axial slot 50. This configuration also allows the expansion of the rings 26, 28 in the second section 22 of the housing 12. It is important that the cooling of the nozzle 24 is as uniform as possible. Also it is necessary to avoid that the slots 48, 50 are found facing each other once the rings 26, 28 are assembled, because the absence of material resulting from the alignment of the two slots 48, 50 would create a heat accumulation localized on the cylindrical nozzle 24 of the injector.

25 Aussi, conformément à l'invention, lorsque les bagues 26, 28 sont assemblées, la fente 48 de la première bague intérieure 26 est agencée de manière diamétralement opposée à la fente 50 de la seconde bague extérieure 28. Plusieurs dispositions peuvent être envisagées pour 30 assurer le contact d'au moins une partie 22 du corps 20 de l'injecteur 16 avec le premier tronçon 18 du logement 12. Dans la configuration qui a été représentée à la figure 2, le premier tronçon 18 du logement 12 est d'un diamètre supérieur à 2906575 7 celui du deuxième tronçon 22 du logement 12, et une rondelle 52 est interposée entre l'extrémité 43 de jonction du corps 20 et de la buse 24 de l'injecteur et une face d'épaulement 54 du logement délimitée par les premier et deuxième tronçons 18, 22.Also, according to the invention, when the rings 26, 28 are assembled, the slot 48 of the first inner ring 26 is arranged diametrically opposite the slot 50 of the second outer ring 28. Several arrangements can be envisaged for 30 contact the at least one portion 22 of the body 20 of the injector 16 with the first section 18 of the housing 12. In the configuration that has been shown in Figure 2, the first section 18 of the housing 12 is a diameter greater than 2906575 7 that of the second section 22 of the housing 12, and a washer 52 is interposed between the end 43 of the junction of the body 20 and the nozzle 24 of the injector and a shoulder face 54 of the delimited housing by the first and second sections 18, 22.

5 Cette rondelle 52, outre qu'elle permet le serrage de l'injecteur 12 contre la face d'épaulement 54, permet aussi une conduction adéquate de la chaleur. Enfin, pour immobiliser l'assemblage de bagues 26, 28, le deuxième tronçon 22 du logement 12 débouche sur un troisième io tronçon 56 de diamètre inférieur au deuxième tronçon 22, de manière à délimiter une face 58 d'épaulement formant butée pour le montage de bagues 26, 28. L'invention permet donc avantageusement d'améliorer le refroidissement d'une buse 24 d'injecteur 16.This washer 52, in addition to allowing the injector 12 to be clamped against the shoulder face 54, also allows adequate heat conduction. Finally, to immobilize the assembly of rings 26, 28, the second section 22 of the housing 12 opens on a third section 56 of smaller diameter than the second section 22, so as to define a shoulder face 58 forming a stop for mounting The invention thus advantageously makes it possible to improve the cooling of an injector nozzle 24.

Claims

1. Arrangement (10) for cooling an injector (16) in a housing (12) of a motor vehicle engine element (14), in particular a cylinder head or an exhaust line of said motor vehicle, which comprises an axial housing (12) receiving the axial injector (16) of which a first section (18) receives a cylindrical body (20) of the injector (16) so that at least a part of the body (20) of the injector is in contact with the first section (18), and a second section (22) receives with play a cylindrical nozzle (24) called "nose" of the injector (16), and the type in which the element (14) of a motor vehicle engine comprises cooling means for cooling the injector (16), characterized in that two concentric rings (26, 28) are interposed between the nozzle (24) cylindrical or "nose" of the injector and the wall (30) of the second section (22) to allow the transmission by r conduction of heat accumulated in the cylindrical nozzle (24) of the injector (16) to the element (14) 20 of the heat engine.

2. An arrangement (10) according to the preceding claim, characterized in that the rings (26, 28) are substantially tubular and a length substantially corresponding to the length of the nozzle (24) or cylindrical "nose" of the injector (16). 25

3. Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the rings (26, 28) are screwed into one another, a first inner ring (26) having an axial bore (32) d a diameter (d1) corresponding substantially to that of the cylindrical nozzle (24) or "nose" of the injector (16) and a second outer ring (28) being of an external diameter (d2) substantially corresponding to that the second section (22) of the housing (12). 2906575 9

4. Arrangement (10) according to the preceding claim, characterized in that the first inner ring (26) has an external thread (38) which is complementary to an internal thread (40) formed in an axial bore (46) of the second 5 outer ring (28).

5. Arrangement (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the rings (26, 28) are split each in the axial direction over their entire length. io

6. Arrangement (10) according to the preceding claim, characterized in that the slot (48) of the first ring (26) inner is arranged diametrically opposite to the slot (50) of the second outer ring (28).

Arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first section (18) of the housing (12) is of greater diameter than the second section (22) of the housing (12). , and in that a washer (52) is interposed between the end (43) of the junction of the body (20) and the nozzle (24) of the injector (16) and a face (54) 20 of shoulder of the housing (12) delimited by the first and second sections (18, 22).

8. Arrangement (10) according to the preceding claim, characterized in that the second (22) section of the housing (12) opens on a third section (56) of smaller diameter than the second section (22), so as to delimit a shoulder face (54) forming a stop for the concentric rings (26, 28).