FR2919028A1

FR2919028A1 - High pressure/low pressure fuel injector for e.g. petrol engine in hybrid vehicle, has admission channel with end projecting in zone found on chamber when injector is placed in engine, and another end projecting in injection channel

Info

Publication number: FR2919028A1
Application number: FR0756546A
Authority: FR
Inventors: Gabriel Crehan; George Cahill
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2009-01-23
Anticipated expiration: 2027-07-17
Also published as: FR2919028B1

Abstract

The injector (5) has a head equipped with an injection channel (9) for injecting fuel in a combustion chamber (11). An injection needle (10) controls the admission of fuel in the injector. An air admission channel (14) has an end (15) projecting, on a lateral wall of the injector, in a zone found in the combustion chamber when the injector is placed in a spark ignition engine. The channel has another end (16) projecting in the injection channel.

Description

1 Injecteur de carburant pour moteur à explosion, et moteur ainsi équipé1 Fuel injector for an internal combustion engine, and engine thus equipped

L'invention concerne le domaine de l'industrie automobile et, plus préci-sément, les injecteurs de carburant dans les cylindres de moteurs à explosion. Aussi bien pour les moteurs essence que pour les moteurs Diesel, un des paramètres les plus critiques pour les économies de carburant et le caractère polluant des émissions gazeuses est la qualité de l'atomisation du carburant injecté dans la chambre de combustion. Il est particulièrement difficile d'obtenir une excel- lente homogénéité du mélange air/carburant, notamment pour les moteurs Diesel. On a conçu de nombreux dessins de têtes d'injecteurs (mono ou multicanaux), avec, cependant, des résultats de qualités diverses. Une augmentation de la pression de pulvérisation par un turbocompresseur est également très bénéfique à la qualité de l'atomisation, donc à la qualité de la combustion et aux économies de carburant. Grâce à de tels systèmes d'injection à haute pression (par exemple ceux dits à rampe commune ou common rail ) pour les moteurs Diesel, on atteint des pressions de 2000 bars. Cependant, le fonctionnement de la pompe de compression requiert du moteur la fourniture d'une grande quantité d'énergie, et l'homogénéité du mélange air/carburant dans la chambre de combustion reste un problème. Un autre problème récurrent lié aux injecteurs est le colmatage des canaux d'injecteurs de faible diamètre de la tête d'injection, par l'accumulation de résidus organiques et organométalliques sur les parois internes des canaux et autour de leur(s) orifice(s) débouchant dans la chambre de combustion. Ce colma- tage se produit car il n'y a pas d'air circulant dans ces canaux pour provoquer la combustion de ces résidus, qui peuvent ainsi s'accumuler dans les canaux et réduire leur diamètre. Ainsi, la quantité et la qualité du carburant varient dans le temps, ce qui dégrade la précision et l'efficacité des stratégies de combustion adoptées pour les différentes conditions de roulage et la gestion des dispositifs de post-traitement de la ligne d'échappement. On risque ainsi de surchauffer et de détruire le turbocompresseur lors des phases de post-injection ou de fonctionne-ment du moteur à plein régime. The invention relates to the field of the automotive industry and, more precisely, the fuel injectors in the engine cylinders. For both petrol and diesel engines, one of the most critical parameters for fuel economy and pollutant emissions is the quality of the atomization of the fuel injected into the combustion chamber. It is particularly difficult to obtain an excellent homogeneity of the air / fuel mixture, especially for diesel engines. Many injector head designs (mono or multichannel) have been designed with, however, results of various qualities. An increase in spray pressure by a turbocharger is also very beneficial to the quality of atomization, thus to the quality of combustion and fuel economy. Thanks to such high pressure injection systems (for example those known as common rail or common rail) for diesel engines, it reaches pressures of 2000 bar. However, the operation of the compression pump requires the engine to supply a large amount of energy, and the homogeneity of the air / fuel mixture in the combustion chamber remains a problem. Another recurring problem related to the injectors is the clogging of the small diameter injection nozzle channels of the injection head, by the accumulation of organic and organometallic residues on the inner walls of the channels and around their orifice (s). ) opening into the combustion chamber. This clogging occurs because there is no air circulating in these channels to cause the combustion of these residues, which can thus accumulate in the channels and reduce their diameter. Thus, the quantity and quality of the fuel vary over time, which degrades the accuracy and efficiency of the combustion strategies adopted for the different driving conditions and the management of the aftertreatment devices of the exhaust line. This can overheat and destroy the turbocharger during post-injection phases or operation of the engine at full speed.

II faut aussi remarquer que les émissions les plus élevées d'hydrocarbures HC des moteurs de véhicules particuliers surviennent lorsque le moteur démarre et fonctionne à froid, dans les deux premières minutes des tests normalisés classiques de mesure des émissions polluantes. Ces niveaux d'émission élevés sont largement attribuables aux faibles températures du moteur et des composants de la ligne d'échappement lors de ces périodes. Il est alors nécessaire de faire fonctionner le moteur en alimentation riche en carburant, de manière à compenser l'adhésion (et donc la mauvaise combustion) d'une partie du carburant sur les parois du système d'admission et de la chambre de combustion. It should also be noted that the highest HC hydrocarbon emissions from passenger car engines occur when the engine starts and runs cold, within the first two minutes of conventional standard emission tests. These high emission levels are largely attributable to the low temperatures of the engine and the components of the exhaust line during these periods. It is then necessary to operate the engine fuel-rich diet, so as to compensate for the adhesion (and therefore the poor combustion) of a portion of the fuel on the walls of the intake system and the combustion chamber.

Les basses températures de ces HC réduisent l'efficacité du mélange air/carburant et augmentent les émissions de HC, de CO et de particules de suies. Une mauvaise homogénéité de l'injection du carburant dans la chambre de combustion et du mélange air/carburant, et la combustion inhomogène qu'elles entraînent, peuvent survenir aussi bien lors des phases de démarrage et de fonc- tionnement à froid du moteur que lors des phases où il fonctionne en régime normal. La production de HC imbrûlés, de suies, de CO et de NOx qui en résulte nécessite un traitement des émissions par des dispositifs coûteux placés sur la ligne d'échappement. Dans les moteurs classiques à allumage par étincelle utilisant des conduits d'admission, le carburant injecté est vaporisé en dirigeant les gouttelettes de carburant liquide sur les composants chauds du conduit d'admission ou du col-lecteur d'admission. Dans les conditions normales de fonctionnement, le carburant se dépose en pellicule sur les composants chauds et se vaporise. Le mélange de carburant vaporisé et d'air d'admission est ensuite entraîné vers le cylindre par la dépression créée par l'ouverture de la soupape d'admission et le mouvement du piston vers le point mort bas. Pour assurer un degré de contrôle du processus compatible avec les moteurs actuels, la technique de vaporisation est typiquement optimisée pour se produire en moins d'un cycle du moteur. The low temperatures of these HCs reduce the efficiency of the air / fuel mixture and increase the emissions of HC, CO and soot particles. Poor homogeneity of the injection of fuel into the combustion chamber and the air / fuel mixture, and the inhomogeneous combustion which they cause, can occur both during the starting and cold running phases of the engine than during phases where it operates in normal mode. The resulting unburned HC, soot, CO and NOx production requires emission treatment by expensive devices on the exhaust line. In conventional spark ignition engines using intake ducts, the injected fuel is vaporized by directing the liquid fuel droplets onto the hot components of the intake duct or the intake manifold. Under normal operating conditions, the fuel is deposited on film on hot components and vaporizes. The mixture of vaporized fuel and intake air is then drawn to the cylinder by the depression created by the opening of the intake valve and the movement of the piston toward the bottom dead center. To provide a degree of process control compatible with current engines, the vaporization technique is typically optimized to occur in less than one cycle of the engine.

Mais lors des phases de démarrage et de fonctionnement à froid, l'impact du carburant sur les composants relativement froids du moteur n'est pas suffisant pour assurer une telle vaporisation. Cette vaporisation est alors obtenue par la fourniture d'un excès de carburant, de sorte qu'une fraction suffisante s'évapore par transfert de chaleur et de masse lorsqu'il passe dans l'air avant son impact sur un composant d'admission froid. Le taux d'évaporation par ce mécanisme est fonction des propriétés du carburant, de la température, de la pression, des vites-ses relatives des gouttelettes et de l'air et du diamètre des gouttelettes. Mais pen-dant les démarrages à froid dans des conditions ambiantes extrêmes, cette manière de procéder n'est plus efficace, car la volatilité du carburant est insuffisante pour produire une vapeur dans des concentrations dans l'air autorisant l'allumage. Pour que la combustion soit chimiquement complète, le mélange air/carburant doit être vaporisé dans des conditions stoechiométriques ou d'alimentation pauvre en carburant. Le rapport stoechiométrique air/carburant pour l'essence est d'environ 14,7 :1. Idéalement une combustion complète ne produit que de l'eau et du CO2, mais lors d'une combustion incomplète, une partie du carbone n'est pas totalement oxydée, ce qui produit du CO et des HC. L'efficacité de la combustion a été améliorée par une réduction de la taille des gouttelettes de carburant, l'augmentation de la turbulence du milieu réactionnel et la fourniture d'une quantité de chaleur suffisante pour bien vaporiser le carburant. Cependant, à froid, ces mesures restent insuffisantes et doivent être complétées par des post-traitement des émissions et des stratégies de contrôle du fonctionnement du moteur complexes. On peut citer à cet effet la recirculation des gaz d'échappement, un réglage fin des moments d'ouverture et de fermeture des soupapes, un retard de l'allumage, une réduction des taux de compression, l'utilisation de pièges à HC et le couplage entre des convertisseurs catalytiques et une injection d'air pour oxyder les HC imbrûlés et produire une réaction exothermique favorisant l'initiation de la catalyse. But during the start-up and cold-running phases, the impact of the fuel on the relatively cold components of the engine is not sufficient to ensure such vaporization. This vaporization is then obtained by supplying an excess of fuel, so that a sufficient fraction evaporates by heat and mass transfer as it passes into the air before its impact on a cold intake component. . The evaporation rate by this mechanism is a function of the properties of the fuel, the temperature, the pressure, the relative speeds of the droplets and the air and the droplet diameter. But during cold starts in extreme ambient conditions, this procedure is no longer effective because the volatility of the fuel is insufficient to produce a vapor in concentrations in the air allowing ignition. For the combustion to be chemically complete, the air / fuel mixture must be vaporized under stoichiometric or fuel-poor conditions. The stoichiometric air / fuel ratio for gasoline is about 14.7: 1. Ideally, complete combustion produces only water and CO2, but during incomplete combustion, some of the carbon is not completely oxidized, producing CO and HC. The efficiency of the combustion has been improved by reducing the size of the fuel droplets, increasing the turbulence of the reaction medium and providing a sufficient amount of heat to properly vaporize the fuel. However, when cold, these measurements are still insufficient and must be supplemented by emission post-processing and complex engine control strategies. Examples include exhaust gas recirculation, fine adjustment of valve opening and closing times, ignition delay, reduction of compression ratios, use of HC traps and coupling between catalytic converters and an air injection to oxidize unburned HC and produce an exothermic reaction promoting the initiation of catalysis.

Dans les documents US-A-5 218 943, US-A-5 738 077 et EP-A-0 821 159 , on a proposé d'exécuter un prémélange de l'air et du carburant en amont de la chambre de combustion. Cela permet d'augmenter l'atomisation et de réduire le colmatage. Mais cela nécessite une pompe à air coûteuse, des modifications complexes des injecteurs et un espace disponible pour y placer le disposi- tif de prémélange. Dans le document US-A-5 390 647, on propose de prélever de l'air dans le cylindre grâce à une conception particulière de la soupape d'admission d'air et de son environnement, et de le renvoyer dans l'injecteur de carburant. On obtient 4 ainsi un meilleur mélange air/carburant, une meilleure atomisation et un colmatage réduit. Aucune autre source d'air extérieure n'est nécessaire. Mais cela nécessite des modifications profondes de la conception des injecteurs et des soupapes d'admission, et ce système est coûteux et insuffisamment fiable. In US-A-5,218,943, US-A-5,738,077 and EP-A-0 821 159, it has been proposed to premix air and fuel upstream of the combustion chamber. This increases atomization and reduces clogging. But this requires an expensive air pump, complex injector changes, and available space for the premixing device. In US-A-5 390 647, it is proposed to draw air into the cylinder through a particular design of the air intake valve and its environment, and return it into the injector of fuel. This results in a better air / fuel mixture, better atomization and reduced clogging. No other outside air source is needed. But this requires profound changes in the design of injectors and intake valves, and this system is expensive and insufficiently reliable.

Dans US-A-4 846 114 on utilise de l'air comprimé pour nettoyer la tête de l'injecteur. Mais le diamètre de plus en plus faible des orifices des injecteurs (typiquement aujourd'hui 60 pm) réduit l'efficacité de cette solution, car l'air ne peut circuler suffisamment rapidement dans les canaux. D'autre part un dispositif séparé d'injection d'air est nécessaire. Ainsi, cette solution est complexe, coûteuse et, en fin de compte, trop difficile à mettre en oeuvre. Le but de l'invention est de proposer une conception d'injecteur de carburant permettant de résoudre de façon simple et économique les problèmes liés à la mauvaise combustion du carburant et au colmatage des injecteurs, en particulier lorsque le moteur est encore froid. In US-A-4,846,114 compressed air is used to clean the head of the injector. But the increasingly smaller diameter of the orifices of the injectors (typically today 60 pm) reduces the effectiveness of this solution, because the air can not flow quickly enough in the channels. On the other hand a separate air injection device is required. Thus, this solution is complex, expensive and, in the end, too difficult to implement. The object of the invention is to provide a fuel injector design to solve in a simple and economical way the problems related to the poor combustion of the fuel and clogging of the injectors, especially when the engine is still cold.

A cet effet, l'invention a pour objet un injecteur de carburant pour moteur à explosion, comportant une tête munie d'au moins un canal d'injection de carburant dans une chambre de combustion, une aiguille d'injecteur commandant l'admission du carburant dans ledit canal d'injection et un canal d'admission du carburant dans l'injecteur, caractérisé en ce qu'il comporte également au moins un canal d'admission d'air dont une première extrémité débouche sur une partie de la surface latérale de l'injecteur qui est destinée à se trouver dans la chambre de combustion lorsque l'injecteur est en place dans le moteur, et dont au moins une deuxième extrémité débouche dans un canal d'injection. Ledit canal d'injection et ledit canal d'admission d'air peuvent former un angle compris entre 45 et 80 . II peut comporter plusieurs canaux d'injection et plusieurs canaux d'admission d'air. Plusieurs canaux d'admission d'air peuvent comporter une extrémité commune débouchant dans la chambre de combustion. For this purpose, the subject of the invention is a fuel injector for an internal combustion engine, comprising a head provided with at least one fuel injection channel in a combustion chamber, an injector needle controlling the admission of the fuel. fuel in said injection channel and a fuel intake channel in the injector, characterized in that it also comprises at least one air intake channel, a first end of which opens onto a part of the lateral surface the injector which is intended to be in the combustion chamber when the injector is in place in the engine, and of which at least a second end opens into an injection channel. Said injection channel and said air intake duct can form an angle of between 45 and 80. It may comprise several injection channels and several air intake channels. Several air intake channels may have a common end opening into the combustion chamber.

Chaque canal d'injection peut être alimenté par plusieurs canaux d'admission d'air. Each injection channel can be fed by several air intake channels.

Les premières extrémités desdits canaux d'admission d'air peuvent dé-boucher sur la surface latérale de l'injecteur à l'écart des jets de carburant sortant des canaux d'injection. L'invention a également pour objet un moteur à explosion, comportant au 5 moins un cylindre, chaque cylindre étant équipé d'un injecteur de carburant, caractérisé en ce que ledit injecteur est du type précédent. Chaque cylindre peut comporter un injecteur du type précédent et un injecteur dépourvu de canal d'injection d'air, lesdits injecteurs pouvant fonctionner ensemble ou séparément. The first ends of said air intake channels can un-plug the side surface of the injector away from the fuel jets exiting the injection channels. The invention also relates to an explosion engine, comprising at least one cylinder, each cylinder being equipped with a fuel injector, characterized in that said injector is of the preceding type. Each cylinder may comprise an injector of the above type and an injector without an air injection channel, said injectors being able to work together or separately.

Le moteur peut comporter des moyens de commande de l'utilisation des injecteurs du type précédent lors des phases de post-injection de carburant. Comme on l'aura compris, l'invention consiste à faire communiquer la chambre de combustion du cylindre avec le canal d'injection de carburant de l'injecteur, au moyen d'au moins un simple canal d'admission d'air. Cette admis- sion s'effectue au moyen de la seule pression régnant dans la chambre de combustion. L'invention repose sur l'application du principe de Bernouilli, connu en mécanique des fluides, qui pose que dans un fluide parfait, auquel on ne fournit aucune énergie, on observe une augmentation de la vitesse simultanément à une diminution de la pression ou de l'énergie gravitationnelle. Autrement dit, dans un courant de fluide libre (sans parois pour le diriger), une accélération ne peut se produire que si le fluide est soumis à des différences de pression. On distingue la pression statique, c'est-à-dire la pression dans un milieu non due à un mouvement, telle que la pression atmosphérique, la pression dynamique qui est due à un mouvement, et la pression totale qui est la somme de la pression statique et de la pression dynamique auxquelles le fluide est soumis. Le principe de Bernouilli est déjà utilisé dans l'industrie automobile pour le fonctionnement d'un carburateur. Dans un carburateur, l'air passe à travers un venturi (dont le fonctionnement repose sur le principe de Bernouilli) pour accroître sa vitesse et, donc, diminuer sa pression. L'air à basse pression est dirigé sur un conduit menant à une réserve de carburant. La dépression aspire le carburant dans le courant d'air de sorte qu'un mélange air/carburant peut être envoyé au moteur. La réduction de pression est grossièrement proportionnelle au carré du débit d'air, de sorte que plus de carburant est aspiré lors que le débit d'air augmente, et le mélange air/carburant demeure sensiblement dans le même rapport pour une gamme limitée de vitesses. Une logique semblable à celle du carburateur est appliquée dans l'invention. Lorsque le carburant traverse le conduit d'injection en direction de la chambre de combustion, il passe devant un conduit d'air adjacent, lui-même relié à la chambre de combustion. La pression dans le conduit d'air est réduite et l'air est aspiré dans le conduit d'injection. L'air et le carburant sont injectés ensemble dans la chambre de combustion, en étant mélangés intimement. On obtient ainsi une combustion plus homogène du carburant, aussi bien lorsque le moteur est froid que lorsqu'il est en régime de croisière. De plus, comme de l'air circule dans le conduit d'injection du carburant, son colmatage est réduit, voire supprimé. Aucune modification profonde de l'architecture du système d'injection ou de la conception de l'injecteur n'est nécessaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée en référence aux figures annexées suivantes : - la figure 1 qui montre schématiquement l'architecture d'un moteur Diesel à injection directe, équipé d'une rampe commune pour l'injection du carburant ; - la figure 2 qui montre schématiquement vue en section longitudinale l'extrémité d'un exemple d'injecteur selon l'art antérieur, auquel l'invention vise à se substituer ; - la figure 3 qui montre schématiquement vue en section longitudinale l'extrémité d'un exemple d'injecteur à un seul canal selon l'invention ; - la figure 4 qui montre schématiquement vu de dessous un exemple d'injecteur multicanal réalisé selon l'invention. La figure 1 schématise un moteur Diesel 1 à quatre cylindres 2 classique, équipé d'une rampe commune 3 pour l'injection du carburant dans les cylindres 2 au moyen d'injecteurs 4. On également représenté le conduit 5 amenant le carburant à partir du réservoir dans le compresseur 6 relié à la rampe commune 3 par une conduite 7, ainsi que la conduite d'échappement 8 du moteur 1. Il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée dans son application à ce type de moteur, et peut être utilisée sur des moteurs fonctionnant à l'essence ou aux carburants agricoles ou équipant des véhicules hybrides. La figure 2 montre schématiquement un injecteur 5 selon l'art antérieur, en position fermée, inséré dans la culasse d'un moteur (non représentée). Le ca- nal d'injection 9 du carburant est ici obturé en amont par l'aiguille 10 de l'injecteur 5, et son extrémité aval débouche dans la chambre de combustion 11 du cylindre 2. On a représenté le dépôt 12 de matériau organique et organométallique responsable du problème de colmatage de l'injecteur 5 que l'invention se propose de résoudre. The engine may comprise means for controlling the use of the injectors of the preceding type during the post-fuel injection phases. As will be understood, the invention consists in communicating the combustion chamber of the cylinder with the fuel injection channel of the injector, by means of at least one single air intake duct. This admission takes place by means of the single pressure in the combustion chamber. The invention is based on the application of the Bernouilli principle, known in fluid mechanics, which states that in a perfect fluid, to which no energy is supplied, an increase in velocity is observed simultaneously with a decrease in pressure or gravitational energy. In other words, in a stream of free fluid (without walls to direct it), an acceleration can occur only if the fluid is subjected to pressure differences. The static pressure, ie the pressure in a non-motion medium, such as the atmospheric pressure, the dynamic pressure which is due to a movement, and the total pressure which is the sum of the static pressure and dynamic pressure to which the fluid is subjected. The Bernouilli principle is already used in the automotive industry for the operation of a carburettor. In a carburettor, the air passes through a venturi (whose operation is based on the Bernouilli principle) to increase its speed and thus reduce its pressure. The low pressure air is directed at a conduit leading to a fuel reserve. The vacuum draws the fuel into the air stream so that an air / fuel mixture can be sent to the engine. The pressure reduction is roughly proportional to the square of the airflow, so that more fuel is drawn in as the airflow increases, and the air / fuel mixture remains substantially in the same ratio for a limited range of speeds. . A logic similar to that of the carburetor is applied in the invention. When the fuel passes through the injection pipe towards the combustion chamber, it passes an adjacent air duct, itself connected to the combustion chamber. The pressure in the air duct is reduced and the air is sucked into the injection duct. Air and fuel are injected together into the combustion chamber, being intimately mixed. This produces a more homogeneous fuel combustion, both when the engine is cold and when it is in cruise mode. In addition, as air circulates in the fuel injection pipe, its clogging is reduced or even eliminated. No major changes to the injection system architecture or the injector design are required. The invention will be better understood on reading the description which follows, given with reference to the following appended figures: FIG. 1 which schematically shows the architecture of a diesel engine with direct injection, equipped with a common rail for the fuel injection; - Figure 2 which shows schematically in longitudinal section view the end of an example of injector according to the prior art, which the invention aims to replace; - Figure 3 which shows schematically in longitudinal sectional view the end of an example of a single-channel injector according to the invention; - Figure 4 which shows schematically seen from below an example of multichannel injector made according to the invention. FIG. 1 schematizes a conventional diesel engine 1 with four cylinders 2, equipped with a common rail 3 for injecting fuel into the cylinders 2 by means of injectors 4. The duct 5 is also shown bringing the fuel from the reservoir in the compressor 6 connected to the common rail 3 by a pipe 7, and the exhaust pipe 8 of the engine 1. It should be understood that the invention is not limited in its application to this type of engine, and can be used on engines running on gasoline or agricultural fuels or equipping hybrid vehicles. Figure 2 shows schematically an injector 5 according to the prior art, in the closed position, inserted in the cylinder head of an engine (not shown). The injection channel 9 of the fuel is here closed upstream by the needle 10 of the injector 5, and its downstream end opens into the combustion chamber 11 of the cylinder 2. The depot 12 of organic material is shown. and organometallic responsible for the problem of clogging the injector 5 that the invention proposes to solve.

La figure 3 montre un injecteur 5 selon l'invention, dont l'aiguille 10 est en position ouverte, permettant donc l'admission du mélange air/carburant dans la chambre de combustion 11 du cylindre 2 (le moteur et sa culasse ne sont pas représentés). Cet injecteur comporte un canal 13 connecté à la rampe commune 3 pour l'admission du carburant dans l'injecteur 5, et que l'aiguille 10 peut obstruer ou non suivant sa position. L'injecteur 5 comporte également un canal d'injection 9 débouchant dans la chambre de combustion 11. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, l'injecteur 5 ne comporte qu'un seul tel canal d'injection 9. Selon l'invention, l'injecteur 5 comporte également un canal à air 14 dont une première extrémité 15 débouche sur la paroi latérale de l'injecteur 5, dans une zone destinée à se trouver dans la chambre de combustion 11 et dont la seconde extrémité 16 débouche dans le canal d'injection 9 du carburant dans la chambre de combustion 11. Dans l'exemple représenté, le canal d'injection 9 et le canal à air 14 forment un angle a de 90 . C'est la valeur maximale pour cet angle a, sinon il y aurait un risque que du carburant ne pénètre dans le canal à air 14. a doit donc être un angle aigu, de préférence de valeur 45 à 80 pour des questions de facilité de fabrication. De préférence, le diamètre du canal à air 14 ne dépasse pas le diamètre du canal d'injection 9. Selon l'invention, il y a donc au moins un canal à air 14 mettant en communication la chambre de combustion 11 et chaque canal d'injection 9 du carbu- rant dans la chambre de combustion, selon des géométries diverses possibles. Le fait de prélever l'air à mélanger au carburant dans la chambre de combustion 11 a pour avantage que les hautes pressions (200 à 400 bars, typiquement) régnant dans la chambre de combustion 11 rendent ce prélèvement facile. Au contraire, si l'air à mélanger au carburant était prélevé hors de la chambre de combustion 11, cet air devrait être injecté à une pression suffisamment élevée pour compenser la pression régnant dans la chambre de combustion, sinon on risquerait d'obtenir une remontée d'air, de carburant et de gaz de combustion dans le canal à air 14, ce qui perturberait son fonctionnement. On évite ainsi d'avoir recours à des pompes et à des vannes et autres organes qui seraient nécessaires pour réaliser cette injection d'air, et rendraient l'installation complexe et coûteuse. Sur la figure 4 est représenté schématiquement une géométrie possible pour la tête d'un injecteur multicanal 5 faisant usage du principe de l'invention. Cet injecteur 5 comporte trois canaux d'injection dont les orifices 17, 18, 19 sont répartis régulièrement sur la périphérie de la tête de l'injecteur 5, avec un écart angulaire de 120 . Les jets 20 de mélange air/carburant sortant des orifices 17, 18, 19 sont également représentés. La tête de l'injecteur 5 comporte également des canaux à air débouchant dans la chambre de combustion par trois orifices non visi- bles sur la figure 4 car ils sont situés sur la partie latérale de la tête de l'injecteur 5. Chacun de ces orifices (correspondant aux orifices 15 de la figure 3) permet d'alimenter plusieurs canaux à air (correspondant au canal à air 14 de la figure 3), deux dans l'exemple représenté, débouchant chacun dans un canal d'injection de l'injecteur 5. Les traces 21 de ces canaux à air sont représentées sur la figure 4. FIG. 3 shows an injector 5 according to the invention, the needle 10 of which is in the open position, thus allowing the admission of the air / fuel mixture into the combustion chamber 11 of the cylinder 2 (the engine and its cylinder head are not shown). This injector comprises a channel 13 connected to the common rail 3 for the admission of fuel into the injector 5, and that the needle 10 can obstruct or not according to its position. The injector 5 also comprises an injection channel 9 opening into the combustion chamber 11. In the example shown in FIG. 3, the injector 5 has only one such injection channel 9. According to FIG. invention, the injector 5 also comprises an air channel 14, a first end 15 opens on the side wall of the injector 5, in an area intended to be in the combustion chamber 11 and the second end 16 opens into the injection channel 9 of the fuel in the combustion chamber 11. In the example shown, the injection channel 9 and the air channel 14 form an angle α of 90. This is the maximum value for this angle α, otherwise there is a risk that fuel will enter the air channel 14. a must be an acute angle, preferably 45 to 80 for ease of use. manufacturing. Preferably, the diameter of the air channel 14 does not exceed the diameter of the injection channel 9. According to the invention, there is therefore at least one air channel 14 placing in communication the combustion chamber 11 and each air channel. injection 9 of the fuel into the combustion chamber, according to various possible geometries. Taking the air to be mixed with the fuel in the combustion chamber 11 has the advantage that the high pressures (200 to 400 bars, typically) prevailing in the combustion chamber 11 make this easy sampling. On the contrary, if the air to be mixed with the fuel was taken out of the combustion chamber 11, this air should be injected at a sufficiently high pressure to compensate for the pressure prevailing in the combustion chamber, otherwise it would be possible to obtain a lift air, fuel and combustion gas in the air channel 14, which would disrupt its operation. This avoids the use of pumps and valves and other organs that would be necessary to achieve this injection of air, and make the installation complex and expensive. FIG. 4 diagrammatically shows a possible geometry for the head of a multichannel injector making use of the principle of the invention. This injector 5 has three injection channels whose orifices 17, 18, 19 are evenly distributed on the periphery of the injector head 5, with an angular gap of 120. The jets 20 of air / fuel mixture leaving the orifices 17, 18, 19 are also shown. The head of the injector 5 also has air channels opening into the combustion chamber through three orifices which are not visible in FIG. 4 because they are situated on the lateral part of the injector head 5. Each of these orifices (corresponding to the orifices 15 of FIG. 3) makes it possible to feed several air channels (corresponding to the air channel 14 of FIG. 3), two in the example shown, each opening into an injection channel of the injector 5. The traces 21 of these air channels are shown in Figure 4.

Chaque canal d'injection est donc alimenté par deux canaux à air. On peut noter que dans l'exemple représenté, les orifices des canaux à air sont également ré-partis régulièrement sur la surface latérale de l'injecteur 5, avec des décalages angulaires de 120 , et sont chacun décalés angulairement de 90 par rapport aux canaux d'injection qu'ils alimentent. Cette disposition permet aux orifices des ca- naux à air de déboucher dans la chambre de combustion 11 dans des zones si-tuées à l'écart des jets 20, donc là où la présence de carburant est relativement faible lors des phases d'injection et où la concentration en air est maximale. L'invention peut être adaptée à tous les injecteurs de haute pression et de faible pression sans modification de l'architecture du moteur ni de la stratégie de la combustion. Typiquement, le diamètre du canal d'injection 9 est de 60 micro-mètres pour un injecteur à haute pression du type common rail à 1600 bars. La haute pression et le faible diamètre du canal favorisent une bonne pulvérisation du carburant. Pour cette raison, le diamètre idéal du canal à air 14 est entre 50 à 60 micromètres. Il faut que le diamètre du canal à air 14 soit aussi élevé que possible parce qu'un faible diamètre crée une résistance à l'entraînement d'air, mais de préférence sans dépasser celui du canal d'injection 9. Les injecteurs selon l'invention peuvent être utilisés en couplage avec des injecteurs classiques, soit dans la même chambre de la combustion 11 ou soit dans certaines chambres de combustion et pas dans les autres. L'avantage est de pouvoir faire fonctionner les injecteurs classiques en parallèle avec les injecteurs modifiés selon l'invention. Egalement, on peut utiliser les injecteurs modifiés uniquement pour les post-injections quand on régénère les catalyseurs ou le filtre à particules. On obtient alors un meilleur contrôle de la quantité du carburant avec ces injecteurs non encrassés, donc un meilleur contrôle du niveau de l'exotherme généré qui permet la régénération du filtre par combustion des suies. Ce niveau d'exotherme peut être estimé par des thermocouples placés à la sortie du moteur ou plus en aval dans la ligne d'échappement. Each injection channel is powered by two air channels. It may be noted that in the example shown, the orifices of the air channels are also re-divided regularly on the lateral surface of the injector 5, with angular offsets of 120, and are each angularly offset by 90 relative to the channels injection they feed. This arrangement allows the orifices of the air ducts to open into the combustion chamber 11 in zones set apart from the jets 20, thus where the presence of fuel is relatively low during the injection and injection phases. where the concentration of air is maximum. The invention can be adapted to all injectors of high pressure and low pressure without modification of the architecture of the engine or the strategy of combustion. Typically, the diameter of the injection channel 9 is 60 micrometers for a common rail type high-pressure injector at 1600 bars. The high pressure and the small diameter of the channel favor a good spraying of the fuel. For this reason, the ideal diameter of the air channel 14 is between 50 to 60 micrometers. It is necessary that the diameter of the air channel 14 be as high as possible because a small diameter creates a resistance to air entrainment, but preferably without exceeding that of the injection channel 9. The injectors according to the The invention can be used in coupling with conventional injectors, either in the same combustion chamber 11 or in some combustion chambers and not in others. The advantage is to be able to operate the conventional injectors in parallel with the injectors modified according to the invention. Also, modified injectors can be used only for post-injections when regenerating the catalysts or the particulate filter. This gives a better control of the amount of fuel with these unclogged injectors, so a better control of the level of the generated exotherm which allows the regeneration of the filter by soot combustion. This exotherm level can be estimated by thermocouples placed at the output of the engine or further downstream in the exhaust line.

A cet effet, le moteur est équipé de moyens classiques qui permettent de commander le déclenchement de la post-injection. Si l'exotherme obtenu avec les seuls injecteurs selon l'invention s'avère insuffisant, on peut utiliser les injecteurs classiques en parallèle avec eux. L'invention peut, comme on l'a dit, être adaptée à tout type de moteur à injection, quel que soit son carburant, de manière à obtenir une meilleure homogénéité de la combustion, en particulier lorsque le moteur est froid. Et la présence d'air dans les canaux d'injection 9 permet de limiter, voire d'éviter leur colmatage par les résidus de combustion. Enfin, cette adaptation est très aisée, et ne nécessite aucune modification du moteur autre que celle de la tête des injecteurs. For this purpose, the engine is equipped with conventional means that control the triggering of the post-injection. If the exotherm obtained with the only injectors according to the invention proves to be insufficient, the conventional injectors can be used in parallel with them. The invention can, as has been said, be adapted to any type of injection engine, regardless of its fuel, so as to obtain a better homogeneity of combustion, especially when the engine is cold. And the presence of air in the injection channels 9 makes it possible to limit or even prevent clogging by the combustion residues. Finally, this adaptation is very easy, and requires no modification of the engine other than that of the head of the injectors.

Claims

1. Fuel injector (5) for an internal combustion engine (1), comprising a head provided with at least one fuel injection channel (9) in a combustion chamber (11), an injector needle (10) ) controlling the admission of the fuel into said injection channel (9) and a fuel intake channel (13) into the injector (5), characterized in that it also comprises at least one channel (14) an air inlet having a first end (15) opening on a part of the lateral surface of the injector (5) which is intended to be in the combustion chamber (11) when the injector (5) is in place in the engine (1), and of which at least a second end opens into an injection channel (9).

2. Injector according to claim 1, characterized in that said injection channel (9) and said air intake channel (14) form an angle (a) between 45 and 80.

3. Injector according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a plurality of injection channels (8) and a plurality of channels (14) for admission of air.

4. Injector according to claim 3, characterized in that several channels (14) of air intake comprise a common end opening into the combustion chamber (11).

5. Injector according to one of claims 1 to 4, characterized in that each injection channel (9) is fed by a plurality of channels (14) of air intake.

6. injector according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first ends (15) of said channels (14) of air inlet open on the side surface of the injector (5) away jets (20) of fuel leaving the injection channels (9).

A combustion engine (1) comprising at least one cylinder (2), each cylinder (2) being equipped with at least one fuel injector (5), characterized in that at least one of said injectors (5) in at least one cylinder (2) is of the type according to one of claims 1 to 6.

8. Diesel engine (1) according to claim 7, characterized in that each cylinder (2) is equipped with an injector (5) according to one of claims 1 to 6 and an injector without a channel (14). ) of the air inlet, said injectors being able to work together or separately.

9. Motor according to claim 8, characterized in that it comprises means for controlling the use of the injectors according to one of claims 1 to 6 during the post-fuel injection phases.