FR3038010A1

FR3038010A1 - Injecteur de carburant

Info

Publication number: FR3038010A1
Application number: FR1655859A
Authority: FR
Inventors: Yuuta Hashimoto; Fumihiro Fujikake; Kazufumi Serizawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2016-12-30
Anticipated expiration: 2036-06-23
Also published as: CN106286056A; JP2017008859A; CN106286056B; FR3038010B1; DE102016109763A1

Abstract

Selon la présente invention, des trous d'injecteur (7) sont disposés de manière circonférentielle et comprennent des entrées (31) situées respectivement sur la surface périphérique interne d'une chambre formant sac (8). Sachant que ΦDy est la composante axiale du diamètre de trou d'injecteur (ΦD) de chacun des trous d'injecteur (7) le long de la direction axiale ; que LO est la distance axiale du centre de chacune des entrées (31) des trous d'injecteur (7) à l'extrémité (17) de l'aiguille (2) entière lorsque l'aiguille (2) ferme le passage de carburant (13) ; et que L est le degré de levée de l'aiguille (2), la relation |L-L0| >ΦDy/2 est satisfaite lorsque le degré de levée (L) de l'aiguille (2) est inférieur à une valeur seuil prédéterminée, et la relation |L- L0| ≤ΦDy/2 est satisfaite lorsque le degré de levée (L) de l'aiguille (2) est supérieur à la valeur seuil.

Description

1 INJECTEUR DE CARBURANT La présente invention concerne un injecteur de carburant qui injecte du carburant directement dans la chambre de combustion d'un moteur. Il est traditionnellement proposé un injecteur de carburant qui comprend un corps d'injecteur et une aiguille et qui loge l'aiguille dans le corps d'injecteur (voir, 5 par exemple, JP2010-174 819A). Une surface de siège ayant une forme conique, avec laquelle une partie d'extrémité de l'aiguille vient en prise ou dont elle se sépare, est prévue du côté de l'extrémité du corps d'injecteur. Des trous d'injecteur dont les entrées respectives ouvrent sur la surface périphérique interne d'une chambre formant sac sont prévus du côté de l'extrémité du corps d'injecteur. Deux surfaces 10 coniques dont le diamètre extérieur diminue progressivement sont formées dans la partie d'extrémité de l'aiguille. L'injecteur de carburant décrit ci-dessus sépare la partie d'extrémité de l'aiguille de la surface de siège pour injecter le carburant, qui s'est écoulé d'un passage de carburant amont jusqu'aux trous d'injecteur en passant par la chambre formant sac, dans une chambre de combustion. 15 Pour une combustion du gazole avec auto-allumage du mélange air-carburant, il est nécessaire de réduire les pertes de refroidissement et de réduire le volume d'émission des fumées. Afin de réduire les pertes de refroidissement, il faut atténuer la force de pénétration par pulvérisation du carburant injecté dans la chambre de combustion par le trou d'injecteur de l'injecteur de carburant. Ainsi, le jet de 20 carburant aura du mal à atteindre la surface de paroi de la chambre de combustion pour diminuer la quantité de chaleur qui se diffuse de la surface de paroi de la chambre de combustion vers un milieu de refroidissement. On peut ainsi réduire les pertes de refroidissement d'un moteur. Afin de réduire le volume d'émission des fumées, il faut augmenter la force de pénétration par pulvérisation du carburant. 25 Ainsi, le jet de carburant va encore plus loin, et le taux de consommation de l'air dans la chambre de combustion va donc augmenter, de sorte qu'on obtient une bonne qualité de combustion. On peut ainsi réduire le volume d'émission des fumées. Si le degré de levée de l'aiguille est supérieur à une valeur seuil, le volume d'émission des fumées a tendance à augmenter lorsque la force de pénétration du jet 30 est atténuée. Si le degré de levée de l'aiguille est inférieur à la valeur seuil, les pertes de refroidissement ont tendance à augmenter lorsque la force de pénétration du jet est 3038010 2 multipliée. Par conséquent, il est demandé que la force de pénétration du jet soit renforcée lorsque le degré de levée de l'aiguille est supérieur à la valeur seuil et que la force de pénétration du jet soit atténuée lorsque le degré de levée de l'aiguille est inférieur à la valeur seuil.

La présente invention permet de résoudre au moins un des problèmes précités. Ainsi, il est un objectif de la présente invention que de fournir un injecteur de carburant qui permette d'augmenter la force de pénétration du jet lorsque le degré de levée de l'aiguille est supérieur à une valeur seuil et d'atténuer la force de pénétration du jet lorsque le degré de levée de l'aiguille est inférieur à la valeur seuil.

Pour réaliser l'objectif de la présente invention, il est prévu un injecteur de carburant pour un moteur, comprenant un corps d'injecteur et une aiguille. Le corps d'injecteur est de forme cylindrique et comporte une pluralité de trous d'injecteur, un passage de carburant, une surface de siège conique et une chambre formant sac. Le carburant est injecté dans une chambre de combustion du moteur par la pluralité de trous d'injecteur. Le passage de carburant est formé côté amont de la pluralité de trous d'injecteur. La surface de siège définit le passage du carburant. La chambre formant sac est prévue côté aval du passage de carburant. La pluralité de trous d'injecteur sont disposés de manière circonférentielle et comprennent des entrées situées respectivement sur une surface périphérique interne de la chambre formant sac. L'aiguille loge dans le corps d'injecteur de manière à pouvoir opérer un mouvement de va-et-vient dans une direction axiale du corps d'injecteur et comporte une partie siège annulaire et une partie en saillie d'extrémité conique. La partie siège vient en prise avec la surface de siège ou se sépare de celle-ci afin de fermer ou d'ouvrir le passage de carburant. La partie en saillie d'extrémité est située côté aval de la partie siège, et se trouve dans la chambre formant sac lorsque la partie siège vient en prise avec la surface de siège. Sachant que : (I)Dy est la composante axiale du diamètre de trou d'injecteur de chacun de la pluralité de trous d'injecteur le long de la direction axiale ; que LO est la distance axiale du centre de chacune des entrées de la pluralité de trous d'injecteur à l'extrémité de l'aiguille entière lorsque l'aiguille ferme le passage de carburant ; et que L est le degré de levée de l'aiguille, la relation L-LO > ODy/ 2 est satisfaite lorsque le degré de levée de l'aiguille est inférieur à 3038010 3 une valeur seuil prédéterminée, et la relation IL - LOI ey/ 2 est satisfaite lorsque le degré de levée de l'aiguille est supérieur à la valeur seuil. Avantageusement, une aire de passage de siège formée entre la surface de siège et la partie siège à l'extérieur de la partie siège est fixée comme étant inférieure 5 à l'aire de passage totale des trous d'injecteur, qui est la somme totale des aires de passage de la pluralité de trous d'injecteur, lorsque le degré de levée de l'aiguille est inférieur à la valeur seuil ; et l'aire de passage de siège est fixée comme étant supérieure à l'aire de passage totale des trous d'injecteur lorsque le degré de levée de l'aiguille est supérieur à la valeur seuil.

10 Avantageusement, une aire de passage de siège formée entre la surface de siège et la partie siège à l'extérieur de la partie siège est fixée comme étant une aire de passage minimale parmi les passages de carburant formés dans le corps d'injecteur lorsque le degré de levée de l'aiguille est inférieur à la valeur seuil. Avantageusement, une aire de passage totale des trous d'injecteur, qui est la 15 somme totale des aires de passage de la pluralité de trous d'injecteur, est fixée comme étant une aire de passage minimale parmi les passages de carburant formés dans le corps d'injecteur lorsque le degré de levée de l'aiguille est supérieur à la valeur seuil. Les objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront 20 plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-après, faite en référence aux dessins d'accompagnement. Sur les dessins : la figure 1 est une vue en coupe illustrant un injecteur de carburant selon un mode de réalisation ; la figure 2 est un schéma illustrant une partie principale de l'injecteur de 25 carburant selon ledit mode de réalisation ; la figure 3 est un schéma illustrant la partie principale de l'injecteur de carburant selon ledit mode de réalisation ; la figure 4A est une vue en coupe illustrant sous forme schématique l'état du débit de carburant dans une chambre formant sac selon ledit mode de réalisation ; 30 la figure 4B est une vue en coupe illustrant sous forme schématique l'état du débit de carburant dans la chambre formant sac selon ledit mode de réalisation ; la figure 5 est un schéma illustrant une valeur seuil d'un degré de levée de l'aiguille selon ledit mode de réalisation ; 3038010 4 la figure 6 est un schéma illustrant la valeur seuil du degré de levée de l'aiguille selon ledit mode de réalisation ; la figure 7 est un schéma illustrant la valeur seuil du degré de levée de l'aiguille selon ledit mode de réalisation ; 5 la figure 8 est un diagramme de synchronisation illustrant un changement d'angle de pulvérisation du carburant injecté par l'injecteur de carburant selon ledit mode de réalisation. Nous allons à présent décrire un mode de réalisation en nous référant aux dessins joints.

10 Nous expliquerons ci-après la configuration d'un injecteur de carburant selon un mode de réalisation. Les figures 1 à 8 illustrent le mode de réalisation de la présente invention. Une soupape d'injection de carburant selon le présent mode de réalisation est placée de manière à correspondre à chacun des cylindres d'un moteur permettant le déplacement d'un véhicule tel qu'une voiture. Le moteur employé est 15 un moteur diesel à injection directe. La soupape d'injection de carburant comprend un injecteur de carburant 1 qui injecte du carburant directement dans une chambre de combustion du moteur. Cet injecteur de carburant 1 comprend une aiguille 2 qui effectue un mouvement de va-et-vient dans sa direction axiale, et un corps d'injecteur 3 ayant une forme 20 cylindrique, qui reçoit cette aiguille 2. L'aiguille 2 comprend une partie corps principal 4 ayant une forme cylindrique, une partie siège 5 ayant une forme annulaire, et une partie en saillie d'extrémité 6 ayant une forme conique. La force de poussée d'un ressort de rappel s'exerce sur cette aiguille 2. Le corps d'injecteur 3 comprend des trous d'injecteur 7 et une chambre formant sac 8. Les trous d'injecteur 7 et la 25 chambre formant sac 8 sont prévus dans une partie formant sac 9 du côté de l'extrémité du corps d'injecteur 3. Une surface de siège 10, avec laquelle la partie siège 5 peut venir en prise, est prévue dans le corps d'injecteur 3. Une chambre formant réservoir de carburant 12, dans laquelle du carburant à haute pression est introduit par une partie produisant de la haute pression telle qu'une pompe 30 d'alimentation ou une rampe commune au travers d'un orifice de carburant 11, est prévue dans le corps d'injecteur 3. La chambre formant sac 8 est située côté aval d'un passage de carburant 13. Cette chambre formant sac 8 est une chambre de distribution, dans laquelle converge 3038010 5 le carburant s'écoulant de manière annulaire dans le passage de carburant 13 et qui stocke temporairement le carburant, puis répartit le carburant dont elle alimente uniformément les trous d'injecteur 7. La surface périphérique interne de la chambre formant sac 8 comprend une surface formant paroi périphérique présentant une forme 5 cylindrique ayant pour centre l'axe du corps d'injecteur 3, et une surface formant paroi inférieure présentant une forme de surface sphérique ayant pour centre le centre du sac sur l'axe du corps d'injecteur 3. La surface de siège 10 présente une forme conique dont le diamètre interne diminue progressivement en allant vers son extrémité. Un actionneur qui entraîne l'aiguille 2 à ouvrir la soupape est relié au 10 corps d'injecteur 3. L'actionneur employé est un actionneur électromagnétique ou un actionneur piézoélectrique. Aucune représentation du ressort de rappel ou de l'actionneur n'est fournie. L'aiguille 2 vient en prise avec la surface de siège 10 du corps d'injecteur 3 ou se sépare de celle-ci pour fermer ou ouvrir le passage de carburant 13 côté amont 15 des trous d'injecteur 7. La partie formant corps principal 4 est portée par un trou de guidage 14 du corps d'injecteur 3 pour pouvoir coulisser en va-et-vient dans le trou de guidage 14. Cette partie formant corps principal 4 comprend une surface périphérique externe qui délimite le passage de carburant 13 entre la partie formant corps principal 4 et le corps d'injecteur 3. Une surface inclinée 15 ayant une forme 20 conique et dont le diamètre externe diminue progressivement vers son extrémité est formée dans la partie d'extrémité de la partie formant corps principal 4. La partie siège 5 est formée entre la surface inclinée 15 et une surface conique 16 de la partie en saillie d'extrémité 6. Le diamètre de siège de cette partie siège 5 est (1)d, comme le montre la figure 2.

25 La partie en saillie d'extrémité 6 présente une forme conique ayant son axe pour centre. Cette partie en saillie d'extrémité 6 se trouve dans la chambre formant sac 8 lorsque la partie siège 5 est en prise avec la surface de siège 10. La partie en saillie d'extrémité 6 est en saillie par rapport à la partie siège 5 vers l'extrémité de l'aiguille 2. Une extrémité 17 de la partie en saillie d'extrémité 6 correspond à une 30 extrémité de l'aiguille entière, et se présente sous la forme d'une partie en contre- dépouille pour prévenir toute interférence avec la surface formant paroi inférieure de la chambre formant sac 8. Cette extrémité 17 est une surface plane présentant une forme circulaire ayant pour centre l'axe de l'aiguille 2. L'extrémité 17 de la partie en 3038010 6 saillie d'extrémité 6 peut être le sommet d'une surface conique. Le passage de carburant 13 est formé entre l'aiguille 2 et la surface de siège 10 ainsi qu'entre l'aiguille 2 et la surface périphérique interne du corps d'injecteur 3. Le passage de carburant 13 est situé côté amont de la chambre formant sac 8. Le passage de 5 carburant 13 est situé côté aval de la chambre formant réservoir de carburant 12. Dans l'injecteur de carburant 1, le passage de carburant 13 se ferme lorsque la partie siège 5 vient en prise avec la surface de siège 10. En conséquence, il n'y a pas d'injection de carburant dans la chambre de combustion par les trous d'injecteur 7. Dans l'injecteur de carburant 1, le passage de carburant 13 s'ouvre lorsque la partie 10 siège 5 se soulève de la surface de siège 10. En conséquence, du carburant est introduit depuis le passage de carburant 13 dans la chambre formant sac 8 qui communique avec les trous d'injecteur 7. Le carburant est donc injecté dans la chambre de combustion par les trous d'injecteur 7. Dans l'injecteur 1, lorsque l'aiguille 2 commence à se soulever, l'aiguille 2 monte jusqu'à une position de levée 15 maximale en passant par une période de petite levée LS et une période de grande levée LL. Ainsi, dans l'injecteur 1, le degré de levée de l'aiguille 2 passe d'une position de fermeture complète à la position de levée maximale pendant la période complète d'injection de carburant. La période de petite levée LS est une période d'injection de carburant d'un bas degré de levée lors de laquelle le degré de levée de 20 l'aiguille 2 est inférieur à une valeur seuil. La période de grande levée LL est une période d'injection de carburant d'un haut degré de levée lors de laquelle le degré de levée de l'aiguille 2 est supérieur à la valeur seuil. Nous allons à présent décrire les caractéristiques de l'injecteur de carburant du mode de réalisation. Les trous d'injecteur 7 assurent la communication entre la 25 partie intérieure et la partie extérieure de la partie formant sac 9 ayant une forme cylindrique avec un fond. De six à douze trous d'injecteur 7 peuvent être prévus, par exemple. Dans le présent exemple, dix trous d'injecteur 7 sont prévus. L'axe du corps d'injecteur 3 est appelé axe Y de l'injecteur. L'axe de chaque trou d'injecteur 7 est appelé axe HL du trou d'injecteur. Les trous d'injecteur 7 sont prévus de manière 30 à s'étendre radialement vers l'extérieur en ayant pour centre une position prédéterminée sur l'axe Y de l'injecteur. Ces trous d'injecteur 7 sont formés à intervalles réguliers dans la direction circonférentielle de sorte que les jets de carburant Fl, F2 se répartissent efficacement dans chaque chambre de combustion.

3038010 7 Tous les trous d'injecteur 7 ont le même angle formé entre l'axe HL du trou d'injecteur et l'axe Y de l'injecteur. Tous les trous d'injecteur 7 ont le même diamètre de trou d'injecteur et la même longueur de passage de trou d'injecteur. Chacun des trous d'injecteur 7 comprend une entrée de trou d'injecteur 31 qui 5 ouvre sur la surface périphérique interne de la partie formant sac 9 et une sortie de trou d'injecteur 32 qui ouvre sur la surface périphérique externe de la partie formant sac 9. Chaque trou d'injecteur 7 est un trou d'injecteur rectiligne dont l'aire de passage ne change pas en partant de l'entrée du trou d'injecteur 31 et en allant vers la sortie du trou d'injecteur 32. Chaque trou d'injecteur 7 est incliné vers le bas d'un 10 angle prédéterminé par rapport à la direction radiale perpendiculaire à l'axe Y de l'injecteur sur les figures 2 à 4B. Le centre de chaque entrée de trou d'injecteur 31 est formé à la limite entre la surface formant paroi périphérique et la surface formant paroi inférieure de la chambre formant sac 8. La chambre formant sac 8 comprend une ouverture côté entrée sur une ligne de crête 33 ayant une forme annulaire qui est 15 formée du côté aval de la surface de siège 10. Le volume spatial de la chambre formant sac 8 varie en fonction du degré de levée de l'aiguille 2. Plus précisément, le volume spatial de la chambre formant sac 8 augmente au fur et à mesure que l'aiguille 2 se soulève. Le moment où le degré de levée de l'aiguille 2 est inférieur à la valeur seuil 20 est appelé période de petite levée de l'aiguille 2. L'aire de passage autour de la partie siège 5 formée entre la surface de siège 10 et la partie siège 5 est appelée aire de passage de siège a. L'aire de passage qui correspond à la somme totale des aires de passage des trous d'injecteur 7 est appelée aire de passage totale des trous d'injecteur (3. L'injecteur de carburant 1 est configuré de telle sorte que l'aire de passage de 25 siège a formée entre la surface de siège 10 et la partie siège 5 est inférieure à l'aire de passage totale des trous d'injecteur (3, qui est la somme totale des aires de passage des trous d'injecteur 7 dans la période de petite levée de l'aiguille 2. L'aire de passage de siège a est une aire de passage minimale MA parmi les passages formés dans le corps d'injecteur 3 pendant toute la durée de l'injection de carburant dans la 30 période de petite levée de l'aiguille 2. Le moment où le degré de levée de l'aiguille 2 est supérieur à la valeur seuil est appelé période de grande levée de l'aiguille 2. L'injecteur de carburant 1 est configuré de telle sorte que l'aire de passage de siège a est supérieure à l'aire de 3038010 8 passage totale des trous d'injecteur (3 dans la période de grande levée de l'aiguille 2. L'aire de passage totale des trous d'injecteur (3 est l'aire de passage minimale MA pendant toute la durée de l'injection de carburant dans la période de grande levée de l'aiguille 2. L'aire de passage minimale MA est l'aire de passage minimale parmi les 5 passages de carburant formés dans le corps d'injecteur 3 et plus particulièrement, parmi les aires de passage de carburant de l'injecteur 12 jusqu'à chaque sortie de trou d'injecteur 32. L'injecteur de carburant 1 du présent mode de réalisation indique une distance axiale LO entre l'extrémité 17 de la partie en saillie d'extrémité 6 et le 10 centre de chaque entrée de trou d'injecteur 31 dans la période de petite levée et dans la période de grande levée de l'aiguille 2. La composante axiale d'un diamètre de trou d'injecteur e du trou d'injecteur 7 selon la direction axiale est (I)Dy. La distance axiale du centre de chaque entrée de trou d'injecteur 31 à l'extrémité 17 de la partie en saillie d'extrémité 6 lorsque l'aiguille 2 ferme la soupape est LO. Le 15 degré de levée de l'aiguille 2 est L. Dans la période de petite levée de l'aiguille 2, c'est la relation L- LO > ODy/2qui est satisfaite. En revanche, dans la période de grande levée de l'aiguille 2, c'est la relation IL- LO ODy/ 2qui est satisfaite. Il convient de noter que le degré de petite levée de l'aiguille 2 dans la période de petite levée de l'aiguille 20 2 a une valeur supérieure à celle du degré de grande levée de l'aiguille 2 dans la période de grande levée de l'aiguille 2. Nous allons à présent détailler la valeur seuil susmentionnée du degré de levée de l'aiguille en nous référant aux figures 5 à 7. Comme nous le voyons sur la figure 5, le degré de levée de l'aiguille correspondant à la limite entre la période de 25 petite levée LS lors de laquelle l'aire de passage de siège a est inférieure à l'aire de passage totale des trous d'injecteur (3 et la période de grande levée LL lors de laquelle l'aire de passage de siège a est supérieure à l'aire de passage totale des trous d'injecteur (3 est fixée à une valeur seuil. L'axe vertical de la figure 5 représente le degré de levée de l'aiguille et l'axe horizontal de la figure 5 représente un grand 30 rapport et un petit rapport entre a et (3. Plus précisément, lorsque la relation entre a et (3 s'exprime sous la forme a < (3, le degré de levée de l'aiguille est un degré de petite levée qui est inférieur à la valeur seuil, et la quantité d'injection de carburant est une 3038010 9 petite quantité d'injection qui est inférieure à une valeur prédéterminée. Lorsque la relation entre a et (3 s'exprime sous la forme a > (3, le degré de levée de l'aiguille est un degré de grande levée qui est supérieur à la valeur seuil, et la quantité d'injection de carburant est une grande quantité d'injection qui est supérieure à la valeur 5 prédéterminée. Comme nous le voyons sur la figure 6, le degré de levée de l'aiguille correspondant à la limite entre une région de levée dans laquelle l'aire de passage de siège a est l'aire de passage minimale MA des passages internes de l'injecteur, et une région de levée dans laquelle l'aire de passage totale des trous d'injecteur (3 est l'aire 10 de passage minimale MA des passages internes de l'injecteur peut être fixé à la valeur seuil. L'axe vertical de la figure 6 représente le degré de levée de l'aiguille, et l'axe horizontal de la figure 6 représente la relation entre MA = a et MA = (3. Plus précisément, lorsque la relation entre MA et a s'exprime sous la forme MA = a, le degré de levée de l'aiguille est un degré de petite levée qui est inférieur à la valeur 15 seuil, et la quantité d'injection de carburant est une petite quantité d'injection qui est inférieure à une valeur prédéterminée. Lorsque la relation entre MA et (3 s'exprime sous la forme MA = (3, le degré de levée de l'aiguille est un degré de grande levée qui est supérieur à la valeur seuil, et la quantité d'injection de carburant est une grande quantité d'injection qui est supérieure à la valeur prédéterminée.

20 Comme nous le voyons sur la figure 7, lorsque le temps nécessaire à l'aiguille 2 pour se soulever de sa position de fermeture complète jusqu'à la position de levée intermédiaire est TM, et que le temps nécessaire à l'aiguille 2 pour se soulever de sa position de fermeture complète jusqu'à la position de levée maximale est TF, le degré de levée de l'aiguille correspondant à TM peut être fixé à la valeur seuil. L'axe 25 vertical de la figure 7 représente le degré de levée de l'aiguille, et l'axe horizontal de la figure 7 représente le temps écoulé lorsque l'aiguille 2 se soulève de sa position de fermeture complète à sa position de levée maximale. Dans ce cas, on mesure le temps qui s'écoule entre le moment où l'aiguille 2 commence à se soulever et le moment où on passe de a < (3 à a > (3, et on peut fixer ce temps mesuré à TM. On 30 mesure le temps qui s'écoule entre le moment où l'aiguille 2 commence à se soulever et le moment où on passe de MA = a à MA = < (3, et on peut fixer ce temps mesuré à TM.

3038010 10 Ainsi, pendant la période de TO à TM, le degré de levée de l'aiguille est un degré de petite levée qui est inférieur à la valeur seuil, et la quantité d'injection de carburant est une petite quantité d'injection qui est inférieure à une valeur prédéterminée. Pendant la période de TM à TF, le degré de levée de l'aiguille est un 5 degré de grande levée qui est supérieur à la valeur seuil, et la quantité d'injection de carburant est une grande quantité d'injection qui est supérieure à la valeur prédéterminée. La valeur seuil précitée peut être modifiée pour passer vers un plus fort degré de levée de l'aiguille ou un plus faible degré de levée de l'aiguille en fonction du volume de la partie en saillie d'extrémité 6, du volume spatial de la 10 chambre formant sac 8, de l'aire de passage totale des trous d'injecteur, ou de la vitesse de levée de l'aiguille, par exemple. Dans le présent exemple, la valeur seuil est fixée à 50 pourcent de degré de levée, du degré maximal de levée. Toutefois, la valeur seuil peut être fixée à une valeur quelconque dans une plage de 30 à 70 pourcent du degré maximal de levée.

15 Nous allons à présent expliquer l'état du débit de carburant dans la chambre formant sac 8 dans la période de petite levée de l'aiguille 2, en nous référant aux figures 1 et 4A. Le côté vers lequel se déplace la partie siège 5 lorsque la partie siège 5 se sépare de la surface de siège 10 est appelé côté supérieur dans la direction axiale. Le côté vers lequel se déplace la partie siège 5 lorsque la partie siège 5 vient en prise 20 avec la surface de siège 10 est appelé côté inférieur dans la direction axiale. Dans la période de petite levée de l'aiguille 2, la relation entre L, LO et (I)Dy est fixée de manière à satisfaire IL- LO > ODy/ 2. La position qui se situe ey/ 2 plus bas que la position centrale de l'entrée du trou d'injecteur 31 en direction de l'axe Y de l'injecteur est appelée position de référence. Dans ce cas, l'extrémité 17 de la partie 25 en saillie d'extrémité 6 se trouve du côté inférieur de cette position de référence dans la période de petite levée de l'aiguille 2. Dans un tel cas, la relation entre a et p s'écrit a < (3, et MA = a. Par conséquent, l'aire de passage de siège a est l'aire de passage minimale MA, et la vitesse de débit du carburant s'écoulant du passage de carburant 13 jusqu'à 30 la chambre formant sac 8 est plus élevée que dans la période de grande levée. Comme l'aire de passage totale des trous d'injecteur p est supérieure à l'aire de passage de siège a, la vitesse de débit du carburant passant à l'intérieur du trou d'injecteur 7 et la vitesse de débit de sortie du trou d'injecteur sont moins élevées 3038010 11 que dans la période de grande levée. L'aire de passage de la chambre formant sac 8 augmente rapidement par rapport au passage de carburant 13. Dans ce cas, une grande partie du carburant qui s'écoule du passage de carburant 13 côté amont jusqu'à la chambre formant sac 8 s'écoule le long de la surface de la partie en saillie 5 d'extrémité 6. Ensuite, le carburant exfolié depuis l'extrémité de la partie en saillie d'extrémité 6 s'écoule dans la surface formant paroi inférieure de la chambre formant sac 8 du côté inférieur le long de l'axe Y de l'injecteur, et bifurque légèrement selon un angle aigu vers la périphérie externe de la chambre formant sac 8 sur la surface formant paroi inférieure de la chambre formant sac 8. Ensuite, le 10 carburant qui tourbillonne sur la surface formant paroi inférieure de la chambre formant sac 8 s'écoule du bas de la chambre formant sac 8 vers le haut, et bifurque légèrement vers la périphérie externe de la chambre formant sac 8 pour s'écouler dans les trous d'injecteur 7 par leurs entrées de trou d'injecteur 31 respectives. D'autre part, une partie du carburant qui s'écoule du passage de carburant 13 15 jusqu'à la chambre formant sac 8 s'écoule vers le bas de la chambre formant sac 8 le long de la surface formant paroi périphérique de la chambre formant sac 8. Ensuite, le carburant qui s'est écoulé vers le bas de la chambre formant sac 8 s'incurve légèrement selon un angle aigu vers la périphérie externe de la chambre formant sac 8 pour s'écouler dans les trous d'injecteur 7 par leurs entrées de trou d'injecteur 31 20 respectives. Par conséquent, le carburant qui circule de la partie basse de la chambre formant sac 8 vers la partie haute et le carburant qui s'écoule de la partie haute de la chambre formant sac 8 vers la partie basse entrent en collision à chaque entrée de trou d'injecteur 31. Cela induit des turbulences dans le carburant qui passe à l'intérieur de chaque trou d'injecteur 7. Ainsi, en raison des turbulences induites dans 25 le carburant qui passe à l'intérieur de chaque trou d'injecteur 7, par rapport aux caractéristiques d'un jet de carburant injecté dans la chambre de combustion par chaque trou d'injecteur 7, on obtient une caractéristique de pulvérisation telle que l'angle de pulvérisation d'un jet de carburant F1 est supérieur et la force de pénétration du jet inférieure à ceux d'un jet F2, comme cela est représenté sur la 30 figure 4A et indiqué par un trait continu sur la figure 8. Nous allons à présent expliquer l'état du débit de carburant dans la chambre formant sac 8 dans la période de grande levée de l'aiguille 2, en nous référant aux figures 1 et 4B. Dans la période de grande levée de l'aiguille 2, la relation entre L, 3038010 12 LO et ey est fixée de manière à satisfaire l'expression IL- LOI ODy/ 2 . La position qui se situe e;Dy/ 2 plus haut que la position centrale de l'entrée du trou d'injecteur 31 en direction de l'axe Y de l'injecteur est appelée position de référence supérieure. La position qui se situe ODy/ 2 plus bas que la position centrale de 5 l'entrée du trou d'injecteur 31 en direction de l'axe Y de l'injecteur est appelée position de référence inférieure. Dans ce cas, dans la période de grande levée de l'aiguille 2, l'extrémité 17 de la partie en saillie d'extrémité 6 se trouve dans un intervalle entre la position de référence supérieure et la position de référence inférieure. Dans un tel cas, la relation entre a et p s'écrit a > p, et MA = p.

10 Par conséquent, l'aire de passage totale des trous d'injecteur p est l'aire de passage minimale MA, et la vitesse de débit du carburant s'écoulant du passage de carburant 13 jusqu'à la chambre formant sac 8 est moins élevée que dans la période de petite levée. Comme l'aire de passage totale des trous d'injecteur p est inférieure à l'aire de passage de siège a, la vitesse de débit du carburant passant à l'intérieur de 15 chaque trou d'injecteur 7 et la vitesse de débit de sortie du trou d'injecteur sont plus élevées que dans la période de petite levée. L'aire de passage totale des trous d'injecteur p diminue rapidement par rapport à la chambre formant sac 8. Dans ce cas, une grande partie du carburant qui s'écoule du passage de carburant 13 jusqu'à la chambre formant sac 8 s'exfolie à partir de la surface de la partie en saillie 20 d'extrémité 6 et de la ligne de crête 33 à proximité de l'entrée de la chambre formant sac 8. Ensuite, le carburant exfolié de la surface de la partie en saillie d'extrémité 6 et de la ligne de crête 33 s'incurve doucement suivant un grand diamètre vers l'extérieur de la chambre formant sac 8 pour s'écouler dans les trous d'injecteur 7 par leurs entrées de trou d'injecteur 31 respectives. Par conséquent, aucune 25 turbulence ne se crée dans le carburant qui passe à l'intérieur de chaque trou d'injecteur 7. Par rapport aux caractéristiques d'un jet de carburant injecté dans la chambre de combustion par chaque trou d'injecteur 7, on obtient une caractéristique de pulvérisation telle que l'angle de pulvérisation du jet de carburant F2 est inférieur et la force de pénétration du jet supérieure à ceux du jet Fl, comme cela est 30 représenté sur la figure 4B et indiqué par un trait continu sur la figure 8. Ainsi, la force de pénétration du jet peut être élevée dans la période de grande levée de 3038010 13 l'aiguille 2. La force de pénétration du jet peut être faible dans la période de petite levée de l'aiguille 2. Nous allons rapporter ci-après le résultat de l'expérience menée pour le mode de réalisation. Nous expliquerons les travaux de recherche expérimentale sur la façon 5 dont l'angle de pulvérisation du carburant change lorsque l'aiguille se soulève de sa position de fermeture complète jusqu'à la position de levée maximale. Le résultat de l'expérience est illustré dans un graphique sur la figure 8. Comme il ressort de façon évidente de ce graphique de la figure 8, on voit que dans la période de petite levée LS de l'aiguille 2, l'injecteur de carburant 1 du présent exemple a tendance à 10 présenter un angle plus large et un jet de pénétration moins important qu'un injecteur de carburant classique. On voit que dans la période de grande levée LL de l'aiguille 2, l'injecteur de carburant classique a tendance à présenter un angle plus large et un jet de pénétration moins important que l'injecteur de carburant 1 du présent exemple. L'axe vertical de la figure 8 représente l'angle de pulvérisation du carburant, 15 et l'axe horizontal de la figure 8 représente le temps qui s'écoule pendant que l'aiguille 2 se soulève de sa position de fermeture complète jusqu'à sa position de levée maximale. Le temps nécessaire à l'aiguille 2 pour se soulever de sa position de fermeture complète jusqu'à la position de levée intermédiaire est TM, et le temps nécessaire à l'aiguille 2 pour se soulever de sa position de fermeture complète 20 jusqu'à la position de levée maximale est TF. Le trait continu indiqué sur la figure 8 est une ligne de caractéristique CN de l'injecteur de carburant 1 du présent exemple, et le trait en pointillés indiqué sur la figure 8 est une ligne de caractéristique EN de l'injecteur de carburant classique. Ainsi, on peut atténuer la force de pénétration du jet de carburant dans la 25 période de petite levée de l'aiguille 2. Par conséquent, on peut réduire les pertes de refroidissement dans la période de petite levée de l'aiguille 2. On peut augmenter la force de pénétration du jet de carburant dans la période de grande levée de l'aiguille 2. Par conséquent, on peut réduire le volume d'émission des fumées dans la période de grande levée de l'aiguille 2. Ainsi, l'injecteur de carburant 1 du présent mode de 30 réalisation peut produire à la fois un effet de réduction des pertes de refroidissement et un effet de réduction du volume d'émission des fumées. Nous allons à présent décrire des modifications du mode de réalisation. Dans le présent mode de réalisation, nous avons décrit un exemple d'application de la 3038010 14 présente invention à un injecteur de carburant 1 qui injecte un carburant haute pression, introduit par la pompe d'alimentation ou la rampe commune, directement dans la chambre de combustion du moteur. Toutefois, la présente invention peut être appliquée à un injecteur de carburant dans lequel le carburant est introduit sous 5 pression directement dans une chambre formant réservoir de carburant par une pompe à injection de carburant telle qu'une pompe à carburant en ligne ou une pompe à carburant de type distributeur. Lorsque la pression du carburant dans la chambre formant réservoir de carburant est supérieure à la force de poussée d'un ressort, une aiguille ouvre une soupape et l'injecteur de carburant injecte le carburant 10 directement dans la chambre de combustion d'un moteur du type à injection directe. Dans le présent mode de réalisation, nous avons décrit un exemple d'application de la présente invention à un injecteur de carburant 1 du type dans lequel l'aiguille 2 se soulève de sa position de fermeture complète jusqu'à la position de levée maximale au moment de l'injection du carburant. Toutefois, la présente 15 invention peut être appliquée à un injecteur de carburant 1 du type à degré de levée variable, dans lequel une aiguille 2 se soulève de sa position de fermeture complète jusqu'à une position de petite levée dans le cas d'une petite quantité d'injection où la quantité d'injection nécessaire d'un moteur est inférieure à une valeur prédéterminée, et l'aiguille 2 se soulève de sa position de fermeture complète jusqu'à une position 20 de levée maximale dans le cas d'une grande quantité d'injection où la quantité d'injection nécessaire du moteur est supérieure à la valeur prédéterminée. Même dans le cas d'un injecteur de carburant 1 du type dans lequel l'aiguille 2 se soulève de sa position de fermeture complète jusqu'à la position de levée maximale, si la période d'activation de l'actionneur est courte, l'aiguille 2 peut se soulever 25 uniquement jusqu'à sa position de petite levée malgré la levée maximale de l'aiguille 2 à partir de sa position de fermeture complète. Dans le présent mode de réalisation, nous avons décrit un exemple d'application de la présente invention à un injecteur de carburant 1 ayant une vitesse constante de levée de l'aiguille. Toutefois, la présente invention peut être appliquée à 30 un injecteur de carburant 1 d'un type ayant une vitesse de levée de l'aiguille qui change pendant la levée de l'aiguille. En outre, la présente invention peut être appliquée à un injecteur de carburant 1 d'un type dans lequel une aiguille 2 se soulève de façon progressive. Dans le présent mode de réalisation, l'injecteur de 3038010 15 carburant 1 est configuré de telle sorte que l'aiguille 2 de l'injecteur de carburant 1 est entraînée à ouvrir la soupape directement par la force d'entraînement de l'actionneur électromagnétique ou de l'actionneur piézoélectrique et ferme la soupape par la force de poussée du ressort. Toutefois, une électrovanne ou un 5 actionneur piézoélectrique qui règle la pression de carburant dans une chambre de régulation prévue directement au-dessus d'une aiguille 2 pour commander l'opération d'ouverture et de fermeture de l'aiguille 2 peut être utilisée comme actionneur pour entraîner l'aiguille 2 à ouvrir ou fermer la soupape. Dans le présent mode de réalisation, le moteur du type à injection directe 10 employé est un moteur diesel à injection directe. En variante, on peut employer un moteur à injection directe à essence. Dans le présent mode de réalisation, le centre de l'entrée du trou d'injecteur 31 se trouve à la limite entre la surface périphérique interne et la surface formant paroi inférieure de la chambre formant sac 8. En variante, le centre de l'entrée du trou d'injecteur 31 peut se trouver uniquement sur la 15 surface formant paroi périphérique de la chambre formant sac 8. En outre, le centre de l'entrée du trou d'injecteur 31 peut se trouver uniquement sur la surface formant paroi inférieure de la chambre formant sac 8. La forme de la pointe de l'aiguille entière peut être une forme de surface sphérique aussi bien qu'une forme de cône tronqué ou une forme conique. La présente invention ne se limite pas au mode de 20 réalisation décrit ci-dessus, et peut être mise en oeuvre avec ses différentes modifications. Pour résumer, l'injecteur de carburant 1 selon le mode de réalisation ci-dessus peut être décrit dans les termes suivants. Selon un aspect de la présente invention, L, LO et (I)Dy satisfont la relation 25 L- LO > ODy/ 2 lorsque le degré de levée de l'aiguille est inférieur à la valeur seuil. En conséquence, lorsque le degré de levée de l'aiguille est inférieur à la valeur seuil, des turbulences sont facilement produites dans le débit de carburant passant à l'intérieur de chaque trou d'injecteur, et la force de pénétration du jet de carburant injecté par le trou d'injecteur dans la chambre de combustion est faible. En revanche, 30 lorsque le degré de levée de l'aiguille est supérieur à la valeur seuil, L, LO et (I)Dy satisfont la relation L- LO ODy/ 2 . En conséquence, lorsque le degré de levée de l'aiguille est supérieur à la valeur seuil, des turbulences n'apparaissent pas 3038010 16 facilement dans le débit de carburant passant à l'intérieur de chaque trou d'injecteur, et la force de pénétration du jet de carburant injecté par le trou d'injecteur dans la chambre de combustion est importante. Ainsi, on peut augmenter la force de pénétration du jet lorsque le degré de levée de l'aiguille est supérieur à la valeur seuil.

5 On peut atténuer la force de pénétration du jet lorsque le degré de levée de l'aiguille est inférieur à la valeur seuil. Nous avons fourni une explication détaillée ci-dessus, dans le mode de réalisation, en nous référant aux dessins. Bien que nous ayons décrit la présente invention en nous référant à des modes de réalisation de celle-ci, il doit être entendu que l'invention ne se limite pas auxdits 10 modes de réalisation et de construction. La présente invention est censée couvrir diverses modifications et divers agencements équivalents. Outre ces diverses combinaisons et configurations, d'autres combinaisons et configurations, comprenant un nombre d'éléments plus ou moins important, ou un seul élément, s'inscrivent également dans l'esprit et la portée de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Injecteur de carburant (1) pour un moteur, comprenant : un corps d'injecteur (3) qui présente une forme cylindrique et comporte : une pluralité de trous d'injecteur (7) par lesquels du carburant est injecté dans une chambre de combustion du moteur ; un passage de carburant (13) qui est formé côté amont de la pluralité de trous d'injecteur (7) ; une surface de siège conique (10) qui délimite le passage de carburant (13) ; et une chambre formant sac (8) qui est prévue côté aval du passage de carburant (13), la pluralité de trous d'injecteur (7) étant disposés de manière circonférentielle et comprenant des entrées (31) situées respectivement sur la surface périphérique interne de la chambre formant sac (8) ; et une aiguille (2) qui loge dans le corps d'injecteur (3) de manière à pouvoir opérer un mouvement de va-et-vient dans la direction axiale du corps d'injecteur (3) et qui comporte : une partie siège annulaire (5) qui vient en prise avec la surface de siège (10) ou se sépare de celle-ci afin de fermer ou d'ouvrir le passage de carburant (13) ; et une partie en saillie d'extrémité conique (6) qui se trouve côté aval de la partie siège (5) et qui se place dans la chambre formant sac (8) lorsque la partie siège (5) vient en prise avec la surface de siège (10), dans laquelle : sachant que : ey est la composante axiale du diamètre de trou d'injecteur (e) de chacun de la pluralité de trous d'injecteur (7) le long de la direction axiale ; LO est la distance axiale du centre de chacune des entrées (31) de la pluralité de trous d'injecteur (7) à l'extrémité (17) de l'aiguille (2) entière lorsque l'aiguille (2) ferme le passage de carburant (13) ; et L est le degré de levée de l'aiguille (2), la relation IL- LOI > ODy/ 2 est satisfaite lorsque le degré de levée (L) de l'aiguille (2) est inférieur à une valeur seuil prédéterminée ; et la relation L- LO ODy/ 2 est satisfaite lorsque le degré de levée (L) de l'aiguille (2) est supérieur à la valeur seuil. 3038010 18
2. Injecteur de carburant (1) selon la revendication 1, dans lequel : une aire de passage de siège (a) formée entre la surface de siège (10) et la partie siège (5) à l'extérieur de la partie siège (5) est fixée comme étant inférieure à l'aire 5 de passage totale des trous d'injecteur 03), qui est la somme totale des aires de passage de la pluralité de trous d'injecteur (7), lorsque le degré de levée (L) de l'aiguille (2) est inférieur à la valeur seuil ; et l'aire de passage de siège (a) est fixée comme étant supérieure à l'aire de passage totale des trous d'injecteur 03) lorsque le degré de levée (L) de l'aiguille (2) est 10 supérieur à la valeur seuil.
3. Injecteur de carburant (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une aire de passage de siège (a) formée entre la surface de siège (10) et la partie siège (5) à l'extérieur de la partie siège (5) est fixée comme étant une aire de passage minimale 15 (MA) parmi les passages de carburant formés dans le corps d'injecteur (3) lorsque le degré de levée (L) de l'aiguille (2) est inférieur à la valeur seuil.
4. Injecteur de carburant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel une aire de passage totale des trous d'injecteur 03), qui est la somme totale des 20 aires de passage de la pluralité de trous d'injecteur (7), est fixée comme étant une aire de passage minimale (MA) parmi les passages de carburant formés dans le corps d'injecteur (3) lorsque le degré de levée (L) de l'aiguille (2) est supérieur à la valeur seuil.