FR3042545B1 - Buse d'injection de carburant - Google Patents

Abstract

Selon l'invention, la direction de déplacement d'une aiguille (2) étant la direction axiale ; la direction dans laquelle se déplace l'aiguille lorsque l'injection de carburant commence étant le haut ; le point central d'une sphère ayant la surface sphérique d'une chambre (6) est le point central (P1) ; une droite passant par le point central (P1) dans la direction axiale étant la ligne médiane (L1) ; une droite obtenue en prolongeant l'axe central d'un trou de buse (3) jusque dans la chambre étant une ligne de prolongement (L2), la ligne de prolongement (L2) croisant la ligne médiane et le point de croisement réel (JP2) auquel la ligne de prolongement et la ligne médiane se croisent étant en dessous du point central ; et un angle qui va d'une partie de la ligne médiane du côté bas jusqu'à la ligne de prolongement est compris entre 60 et 85 degrés.

Description

BUSE D’INJECTION DE CARBURANT

La présente invention concerne une buse d’injection de carburant qui injecte du carburant.

On connaît une buse d’injection de carburant du type à insertion de cône circulaire dans lequel une partie formant cône circulaire fournie à l’extrémité d’une aiguille est en chevauchement avec une chambre formant sac d’un corps de buse dans la direction axiale (voir JP2010-174 819A).

Dans cette description, pour simplifier les explications, la direction perpendiculaire à la direction axiale est appelée direction perpendiculaire, la direction dans laquelle se déplace l’aiguille lorsque l’injection de carburant commence est appelée « HAUT » (vers le haut, côté haut) et la direction dans laquelle se déplace l’aiguille lorsque l’injection de carburant s’arrête est appelée « BAS » (vers le bas, côté bas). Le point central d’une sphère qui forme une surface sphérique dans la chambre formant sac est appelé point central du sac, la droite s’étendant dans la direction axiale et passant par ce point central du sac est appelée ligne médiane du sac, et la droite qui est obtenue en prolongeant l’axe central d’un trou de buse jusque dans la chambre formant sac est appelée ligne de prolongement de trou de buse. La ligne qui est obtenue en projetant la ligne de prolongement de trou de buse dans la direction perpendiculaire est appelée ligne de projection, et l’angle qui va du bas de la ligne médiane du sac jusqu’à la ligne de prolongement de trou de buse est appelé angle d’injection. Bien évidemment, les directions haute et basse utilisées dans la description ne limitent pas la direction verticale (direction de haut en bas), par exemple, lors de l’installation de la buse d’injection.

La buse d’injection de carburant du type à insertion de cône circulaire est prévue de telle sorte que la ligne de prolongement de trou de buse passe par le point central du sac. Plus précisément, la buse d’injection est prévue de telle sorte que la ligne de prolongement de trou de buse et la tangente à la surface sphérique qui délimite la chambre formant sac forment un angle droit.

Les aspects relatifs à la buse d’injection de carburant sont les suivants. La force de pénétration du jet requise pour la buse d’injection de carburant varie, par exemple, en fonction de la structure du moteur comprenant la buse d’injection de carburant. Plus précisément, selon la diversification du moteur, il peut avoir été exigé, depuis quelque temps, une buse d’injection de carburant ayant une force de pénétration du jet faible en période de petite levée, lorsque le degré de levée de l’aiguille est faible et ayant une force de pénétration du jet élevée en période de grande levée, lorsque le degré de levée de l’aiguille est important. Dans un exemple, il peut être exigé que les caractéristiques de pulvérisation offrent une faible pénétration pour éviter les pertes de refroidissement lorsque le carburant injecté est refroidi par une surface formant paroi d’une chambre de combustion, par exemple, en cas de faible charge lorsque la quantité d’injection est faible, et il peut être exigé que les caractéristiques de pulvérisation offrent une forte pénétration pour viser à améliorer les émissions de gaz en cas de forte charge lorsque la quantité d’injection est importante.

Ou bien, contrairement à ce qui précède, il peut être exigé une buse d’injection de carburant qui permette d’obtenir une force de pénétration du jet importante en période de petite levée et une force de pénétration faible en période de grande levée.

Or, la buse d’injection de carburant du type à insertion de cône circulaire ne permet pas de satisfaire les exigences précitées. La force de pénétration du jet est une force qui fait jaillir le carburant pulvérisé injecté par le trou de buse, et le carburant pulvérisé peut jaillir en augmentant la force de pénétration du jet.

La présente invention vise à résoudre au moins un des problèmes précités. Ainsi, il est un premier objectif de la présente invention que de fournir une buse d’injection de carburant du type à insertion de cône circulaire qui offre une force de pénétration du jet faible en période de petite levée et une force de pénétration du jet importante en période de grande levée. En outre, il est un second objectif de la présente invention que de fournir une buse d’injection de carburant du type à insertion de cône circulaire qui offre une force de pénétration du jet importante en période de petite levée et qui offre une force de pénétration du jet faible en période de grande levée.

Pour réaliser le premier objectif de la présente invention, il est prévu une buse d’injection de carburant comprenant un corps de buse et une aiguille. Le corps de buse comprend un siège de soupape, une chambre formant sac et un trou de buse. Le siège de soupape est formé à l’intérieur du corps de buse et présente une forme de surface conique. La chambre formant sac est formée à l’intérieur du corps de buse et présente la forme d’une surface sphérique qui fait converger du carburant sous pression passant à l’intérieur du siège de soupape. Le carburant sous pression arrivant dans la chambre formant sac est injecté à l’extérieur du corps de buse par le trou de buse. L’aiguille est entraînée de manière linéaire à l’intérieur du corps de buse et comprend une partie siège et une partie formant cône circulaire. La partie siège vient en prise avec le siège de soupape pour stopper l’arrivée du carburant sous pression dans la chambre formant sac. La partie formant cône circulaire a une forme conique avec la partie siège pour partie limite et s’insère dans la chambre formant sac. Sachant que : la direction dans laquelle se déplace l’aiguille est la direction axiale ; la direction dans laquelle se déplace l’aiguille lorsque l’injection de carburant commence est le haut ; le point central d’une sphère ayant la surface sphérique de la chambre formant sac est le point central du sac ; une droite passant par le point central du sac dans la direction axiale est la ligne médiane du sac ; et une droite qui est obtenue en prolongeant l’axe central du trou de buse jusque dans la chambre formant sac est une ligne de prolongement de trou de buse, la ligne de prolongement de trou de buse est prévue pour croiser la ligne médiane du sac, et le point de croisement réel auquel la ligne de prolongement de trou de buse et la ligne médiane du sac se croisent est prévu au-dessus du point central du sac.

Pour réaliser le premier objectif de la présente invention, il est également prévu une buse d’injection de carburant comprenant un corps de buse et une aiguille. Le corps de buse comprend un siège de soupape, une chambre formant sac et un trou de buse. Le siège de soupape est formé à l’intérieur du corps de buse et présente une forme de surface conique. La chambre formant sac est formée à l’intérieur du corps de buse et présente la forme d’une surface sphérique qui fait converger du carburant sous pression passant à l’intérieur du siège de soupape. Le carburant sous pression arrivant dans la chambre formant sac est injecté à l’extérieur du corps de buse par le trou de buse. L’aiguille est entraînée de manière linéaire à l’intérieur du corps de buse et comprend une partie siège et une partie formant cône circulaire. La partie siège vient en prise avec le siège de soupape pour stopper l’arrivée du carburant sous pression dans la chambre formant sac. La partie formant cône circulaire a une forme conique avec la partie siège pour partie limite et s’insère dans la chambre formant sac. Sachant que : la direction dans laquelle se déplace l’aiguille est la direction axiale ; une direction perpendiculaire à la direction axiale est la direction perpendiculaire ; la direction dans laquelle se déplace l’aiguille lorsque l’injection de carburant commence est le haut ; le point central d’une sphère ayant la surface sphérique de la chambre formant sac est le point central du sac ; une droite passant par le point central du sac dans la direction axiale est la ligne médiane du sac ; une droite qui est obtenue en prolongeant l’axe central du trou de buse jusque dans la chambre formant sac est une ligne de prolongement de trou de buse ; et une ligne qui est obtenue en projetant la ligne de prolongement de trou de buse dans la direction perpendiculaire est une ligne de projection, la ligne de prolongement de trou de buse est prévue pour être décalée par rapport à la ligne médiane du sac, et un point de croisement imaginaire auquel la ligne de projection et la ligne médiane du sac se croisent est prévu au-dessus du point central du sac.

Pour réaliser le second objectif de la présente invention, il est prévu en outre une buse d’injection de carburant comprenant un corps de buse et une aiguille. Le corps de buse comprend un siège de soupape, une chambre formant sac et un trou de buse. Le siège de soupape est formé à l’intérieur du corps de buse et présente une forme de surface conique. La chambre formant sac est formée à l’intérieur du corps de buse et présente la forme d’une surface sphérique qui fait converger du carburant sous pression passant à l’intérieur du siège de soupape. Le carburant sous pression arrivant dans la chambre formant sac est injecté à l’extérieur du corps de buse par le trou de buse. L’aiguille est entraînée de manière linéaire à l’intérieur du corps de buse et comprend une partie siège et une partie formant cône circulaire. La partie siège vient en prise avec le siège de soupape pour stopper l’arrivée du carburant sous pression dans la chambre formant sac. La partie formant cône circulaire a une forme conique avec la partie siège pour partie limite et s’insère dans la chambre formant sac. Sachant que : la direction dans laquelle se déplace l’aiguille est la direction axiale ; la direction dans laquelle se déplace l’aiguille lorsque l’injection de carburant s’arrête est le bas ; le point central d’une sphère ayant la surface sphérique de la chambre formant sac est le point central du sac ; une droite passant par le point central du sac dans la direction axiale est la ligne médiane du sac ; et une droite qui est obtenue en prolongeant l’axe central du trou de buse jusque dans la chambre formant sac est une ligne de prolongement de trou de buse, le point de croisement réel auquel la ligne de prolongement de trou de buse et la ligne médiane du sac se croisent est prévu en dessous du point central du sac, et un angle qui va d’une partie de la ligne médiane du sac du côté bas jusqu’à la ligne de prolongement de trou de buse est fixé dans une plage de 60 à 85 degrés.

Pour réaliser le second objectif de la présente invention, il est encore prévu en outre une buse d’injection de carburant comprenant un corps de buse et une aiguille. Le corps de buse comprend un siège de soupape, une chambre formant sac et un trou de buse. Le siège de soupape est formé à l’intérieur du corps de buse et présente une forme de surface conique. La chambre formant sac est formée à l’intérieur du corps de buse et présente la forme d’une surface sphérique qui fait converger du carburant sous pression passant à l’intérieur du siège de soupape. Le carburant sous pression arrivant dans la chambre formant sac est injecté à l’extérieur du corps de buse par le trou de buse. L’aiguille est entraînée de manière linéaire à l’intérieur du corps de buse et comprend une partie siège et une partie formant cône circulaire. La partie siège vient en prise avec le siège de soupape pour stopper l’arrivée du carburant sous pression dans la chambre formant sac. La partie formant cône circulaire a une forme conique avec la partie siège pour partie limite et s’insère dans la chambre formant sac. Sachant que : la direction dans laquelle se déplace l’aiguille est la direction axiale ; une direction perpendiculaire à la direction axiale est la direction perpendiculaire ; la direction dans laquelle se déplace l’aiguille lorsque l’injection de carburant commence est le haut ; le point central d’une sphère ayant la surface sphérique de la chambre formant sac est le point central du sac ; une droite passant par le point central du sac dans la direction axiale est la ligne médiane du sac ; une droite qui est obtenue en prolongeant l’axe central du trou de buse jusque dans la chambre formant sac est une ligne de prolongement de trou de buse ; et une ligne qui est obtenue en projetant la ligne de prolongement de trou de buse dans la direction perpendiculaire est une ligne de projection, la ligne de prolongement de trou de buse est prévue pour être décalée par rapport à la ligne médiane du sac, le côté opposé au côté haut dans la direction axiale est le côté bas, un point de croisement imaginaire auquel la ligne de projection et la ligne médiane du sac se croisent est prévu en dessous du point central du sac, et un angle qui va d’une partie de la ligne médiane du sac du côté bas jusqu’à la ligne de projection est fixé dans une plage de 60 à 85 degrés. L’invention a pour objet une buse d’injection de carburant comprenant - un corps de buse qui comporte : un siège de soupape qui est formé à l’intérieur du corps de buse et présente une forme de surface conique ; une chambre formant sac qui est formée à l’intérieur du corps de buse et présente la forme d’une surface sphérique qui fait converger du carburant sous pression passant à l’intérieur du siège de soupape; et un trou de buse par lequel le carburant sous pression arrivant dans la chambre formant sac est injecté à l’extérieur du corps de buse ; et une aiguille qui est entraînée de manière linéaire à l’intérieur du corps de buse et comprend : une partie siège qui vient en prise avec le siège de soupape pour stopper l’arrivée du carburant sous pression dans la chambre formant sac; et une partie formant cône circulaire qui présente une forme conique ayant la partie siège pour partie limite et qui s’insère dans la chambre formant sac, dans laquelle : sachant que : la direction dans laquelle se déplace l’aiguille est la direction axiale ; la direction dans laquelle se déplace l’aiguille lorsque l’injection de carburant commence est le haut ; le point central d’une sphère ayant la surface sphérique de la chambre formant sac est le point central du sac ; une droite passant par le point central du sac dans la direction axiale est la ligne médiane du sac; et une droite qui est obtenue en prolongeant l’axe central du trou de buse jusque dans la chambre formant sac est une ligne de prolongement de trou de buse, la ligne de prolongement de trou de buse est prévue pour croiser la ligne médiane du sac; et un point de croisement réel auquel la ligne de prolongement de trou de buse et la ligne médiane du sac se croisent, est prévu au-dessus du point central du sac. Avantageusement, le côté opposé au côté haut dans la direction axiale est le côté bas ; et un angle qui va d’une partie de la ligne médiane du sac du côté bas jusqu’à la ligne de prolongement de trou de buse, est fixé dans une plage de 60 à 85 degrés. L’invention concerne également une buse d’injection de carburant comprenant un corps de buse qui comporte : un siège de soupape qui est formé à l’intérieur du corps de buse et présente une forme de surface conique ; une chambre formant sac qui est formée à l’intérieur du corps de buse et présente la forme d’une surface sphérique qui fait converger du carburant sous pression passant à l’intérieur du siège de soupape ; et un trou de buse par lequel le carburant sous pression arrivant dans la chambre formant sac est injecté à l’extérieur du corps de buse; et une aiguille qui est entraînée de manière linéaire à l’intérieur du corps de buse et comprend : une partie siège qui vient en prise avec le siège de soupape pour stopper l’arrivée du carburant sous pression dans la chambre formant sac ; et une partie formant cône circulaire qui présente une forme conique ayant la partie siège pour partie limite et qui s’insère dans la chambre formant sac, dans laquelle : sachant que : la direction dans laquelle se déplace l’aiguille est la direction axiale ; une direction perpendiculaire à la direction axiale est la direction perpendiculaire ; la direction dans laquelle se déplace l’aiguille lorsque l’injection de carburant commence est le haut ; le point central d’une sphère ayant la surface sphérique de la chambre formant sac est le point central du sac ; une droite passant par le point central du sac dans la direction axiale est la ligne médiane du sac ; une droite qui est obtenue en prolongeant l’axe central du trou de buse jusque dans la chambre formant sac est une ligne de prolongement de trou de buse ; et une ligne qui est obtenue en projetant la ligne de prolongement de trou de buse dans la direction perpendiculaire est une ligne de projection, la ligne de prolongement de trou de buse est prévue pour être décalée par rapport à la ligne médiane du sac ; et un point de croisement imaginaire auquel la ligne de projection et la ligne médiane du sac se croisent est prévu au-dessus du point central du sac. L’invention concerne également une buse d’injection de carburant comprenant : un corps de buse qui comporte : un siège de soupape qui est formé à l’intérieur du corps de buse et présente une forme de surface conique ; une chambre formant sac qui est formée à l’intérieur du corps de buse et présente la forme d’une surface sphérique qui fait converger du carburant sous pression passant à l’intérieur du siège de soupape; et un trou de buse par lequel le carburant sous pression arrivant dans la chambre formant sac est injecté à l’extérieur du corps de buse ; et une aiguille qui est entraînée de manière linéaire à l’intérieur du corps de buse et comprend : une partie siège qui vient en prise avec le siège de soupape pour stopper l’arrivée du carburant sous pression dans la chambre formant sac ; et une partie formant cône circulaire qui présente une forme conique ayant la partie siège pour partie limite et qui s’insère dans la chambre formant sac, dans laquelle : sachant que : la direction dans laquelle se déplace l’aiguille est la direction axiale ; la direction dans laquelle se déplace l’aiguille lorsque l’injection de carburant s’arrête est le bas ; le point central d’une sphère ayant la surface sphérique de la chambre formant sac est le point central du sac ; une droite passant par le point central du sac dans la direction axiale est la ligne médiane du sac ; et une droite qui est obtenue en prolongeant l’axe central du trou de buse jusque dans la chambre formant sac est une ligne de prolongement de trou de buse, la ligne de prolongement de trou de buse est prévue pour croiser la ligne médiane du sac ; le point de croisement réel auquel la ligne de prolongement de trou de buse et la ligne médiane du sac se croisent est prévu en dessous du point central du sac ; et un angle qui va d’une partie de la ligne médiane du sac du côté bas jusqu’à la ligne de prolongement de trou de buse est fixé dans une plage de 60 à 85 degrés. L’invention concerne également une buse d’injection de carburant comprenant : un corps de buse qui comporte : un siège de soupape qui est formé à l’intérieur du corps de buse et présente une forme de surface conique ; une chambre formant sac qui est formée à l’intérieur du corps de buse et présente la forme d’une surface sphérique qui fait converger du carburant sous pression passant à l’intérieur du siège de soupape; et un trou de buse par lequel le carburant sous pression arrivant dans la chambre formant sac est injecté à l’extérieur du corps de buse ; et une aiguille qui est entraînée de manière linéaire à l’intérieur du corps de buse et comprend : une partie siège qui vient en prise avec le siège de soupape pour stopper l’arrivée du carburant sous pression dans la chambre formant sac ; et une partie formant cône circulaire qui présente une forme conique ayant la partie siège pour partie limite et qui s’insère dans la chambre formant sac, dans laquelle : sachant que : la direction dans laquelle se déplace l’aiguille est la direction axiale ; une direction perpendiculaire à la direction axiale est la direction perpendiculaire ; la direction dans laquelle se déplace l’aiguille lorsque l’injection de carburant commence est le haut ; le point central d’une sphère ayant la surface sphérique de la chambre formant sac est le point central du sac ; une droite passant par le point central du sac dans la direction axiale est la ligne médiane du sac ; une droite qui est obtenue en prolongeant l’axe central du trou de buse jusque dans la chambre formant sac est une ligne de prolongement de trou de buse; et une ligne qui est obtenue en projetant la ligne de prolongement de trou de buse dans la direction perpendiculaire est une ligne de projection, la ligne de prolongement de trou de buse est prévue pour être décalée par rapport à la ligne médiane du sac ; le côté opposé au côté haut dans la direction axiale est le côté bas ; un point de croisement imaginaire auquel la ligne de projection et la ligne médiane du sac se croisent est prévu en dessous du point central du sac; et un angle qui va d’une partie de la ligne médiane du sac du côté bas jusqu’à la ligne de prolongement de trou de buse est fixé dans une plage de 60 à 85 degrés.

Les objets, caractéristiques et avantages précités de la présente invention, et d’autres encore, ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-après, faite en référence aux dessins joints. Sur les dessins : la figure IA est une vue en coupe illustrant la partie principale d’une buse d’injection de carburant vue d’une direction perpendiculaire selon un premier mode de réalisation ; la figure IB est un schéma montrant que la ligne de prolongement de trou de buse croise la ligne médiane du sac selon le premier mode de réalisation ; la figure 2A est un schéma illustrant la buse d’injection en période de petite levée selon le premier mode de réalisation ; la figure 2B est un schéma illustrant la buse d’injection en période de grande levée selon le premier mode de réalisation ; la figure 3 est une courbe indiquant la relation entre le degré de levée et la force de pénétration du jet dans le premier mode de réalisation ; la figure 4A est une vue en coupe illustrant la partie principale d’une buse d’injection de carburant vue d’une direction perpendiculaire selon un deuxième mode de réalisation ; la figure 4B est un schéma montrant que la ligne de prolongement de trou de buse est décalée par rapport à la ligne médiane du sac selon le deuxième mode de réalisation ; la figure 5A est une vue en coupe illustrant la partie principale d’une buse d’injection de carburant vue d’une direction perpendiculaire selon un troisième mode de réalisation ; la figure 5B est un schéma montrant que la ligne de prolongement de trou de buse croise la ligne médiane du sac selon le troisième mode de réalisation ; la figure 6A est un schéma illustrant la buse d’injection en période de petite levée selon le troisième mode de réalisation ; la figure 6B est un schéma illustrant la buse d’injection en période de grande levée selon le troisième mode de réalisation ; la figure 7 est une courbe indiquant la relation entre le degré de levée et la force de pénétration du jet dans le troisième mode de réalisation ; la figure 8A est une vue en coupe illustrant la partie principale d’une buse d’injection de carburant vue d’une direction perpendiculaire selon un quatrième mode de réalisation ; la figure 8B est un schéma montrant que la ligne de prolongement de trou de buse est décalée par rapport à la ligne médiane du sac selon le quatrième mode de réalisation.

Nous allons à présent décrire des modes de réalisation de l’invention en nous référant aux dessins joints. Le mode de réalisation présenté dans la description ci-après ne fait qu’illustrer un exemple, et la présente invention ne se limite pas, bien évidemment, auxdits modes de réalisation.

Nous allons décrire un premier mode de réalisation en nous référant aux figures IA à 3. Un moteur placé dans un véhicule comprend un système d’injection de carburant.

Le système d’injection de carburant illustré dans le présent mode de réalisation est destiné à un moteur diesel, et comprend une rampe commune qui accumule la pression d’un carburant sous haute pression. L’injecteur qui injecte du carburant sous haute pression dans le système d’injection de carburant est un injecteur du type à injection directe qui est disposé, pour chaque cylindre du moteur, de manière à injecter le carburant directement dans chaque cylindre. L’injecteur comprend une buse d’injection de carburant ayant un corps de buse 1 qui reçoit du carburant sous pression provenant de la rampe commune et une aiguille 2 qui est entraînée dans une direction linéaire dans ce corps de buse 1.

Le mode d’entraînement de l’aiguille 2 n’est pas précisé, et divers modes d’entraînement peuvent être utilisés, tels qu’un injecteur du type à soupape électromagnétique qui entraîne l’aiguille 2 grâce à la pression d’huile contrôlée par une soupape électromagnétique, un injecteur piézoélectrique qui entraîne l’aiguille 2 grâce à la pression d’huile contrôlée par un actionneur piézoélectrique, ou un injecteur à commande électromagnétique qui entraîne l’aiguille 2 directement par un actionneur électromagnétique.

Nous allons à présent décrire plus précisément la buse d’injection de carburant. Un trou de buse 4 qui guide le carburant du haut vers le bas est formé dans le corps de buse 1. Un espace S qui reçoit du carburant sous haute pression provenant de la rampe commune est formé entre le trou de buse 4 et l’aiguille 2.

Un siège de soupape 5 ayant une forme de surface conique, et une chambre formant sac 6 ayant une forme de surface sphérique dans laquelle converge le carburant sous pression passant à l’intérieur du siège de soupape 5 sont formés à l’intérieur du corps de buse 1. Le siège de soupape 5 est formé à l’extrémité inférieure du trou de buse 4. La surface conique du siège de soupape 5 est formée de manière à diminuer en diamètre du haut vers le bas.

La chambre formant sac 6 est constituée de la combinaison d’une surface cylindrique 6a qui est formée dans la partie inférieure du siège de soupape 5 et d’une surface hémisphérique 6b qui est formée dans la partie inférieure de cette surface cylindrique 6a. Plus précisément, une partie bombée hémisphérique 7 qui est exposée dans la chambre de combustion du moteur est prévue sur la surface externe de l’extrémité inférieure du corps de buse 1. La chambre formant sac 6 est formée à l’intérieur de la partie bombée 7.

Le corps de buse 1 comprend un ou plusieurs trous de buse 3 par lesquels le carburant sous pression qui arrive dans la chambre formant sac 6 est injecté à l’extérieur du corps de buse 1. L’exemple de la formation de plusieurs trous de buse 3 est illustré ci-après en tant qu’exemple spécifique. Le trou de buse 3 est prévu pour passer à l’intérieur et à l’extérieur de la partie bombée 7. Plus précisément, le trou de buse 3 est un trou d’arbre qui est formé pour passer dans la partie bombée 7 de manière oblique de la surface formant paroi interne de la chambre formant sac 6 jusqu’à la surface formant paroi externe de la partie bombée 7, et est formé, par exemple, par un travail de découpe au moyen d’une lame de perçage ou similaire, ou par usinage par étincelage. Les figures IA et IB montrent que le trou de buse 3 se présente sous la forme d’un trou circulaire ayant un diamètre constant pour un exemple du trou de buse 3, mais la forme du trou de buse 3 ne se limite pas à un trou circulaire.

La buse d’injection de carburant illustrée dans ce mode de réalisation emploie une buse du type à injection à grand angle. Dans la description qui suit, pour faciliter les explications, le point central d’une sphère ayant une surface sphérique dans la chambre formant sac 6, c’est-à-dire le point central du diamètre de la surface hémisphérique 6b, est appelé point central du sac PI. La droite qui passe par ce point central du sac PI dans la direction axiale est appelée ligne médiane du sac Ll. La droite qui est obtenue en prolongeant l’axe central du trou de buse 3 jusque dans la chambre formant sac 6 est appelée ligne de prolongement de trou de buse L2. L’angle qui va du bas de la ligne médiane du sac L1 jusqu’à la ligne de prolongement de trou de buse L2 est appelé angle d’injection Θ1.

La buse du type à injection à grand angle est une buse d’injection de carburant dont l’angle d’injection Θ1 est prévu dans une plage de 60 à 85 degrés. A titre d’exemple spécifique pour notre explication, prenons, par exemple, les deux trous de buse 3 opposés l’un à l’autre avec la ligne médiane du sac L1 entre les deux, comme sur les figures IA et IB. Dans ce cas, l’angle qui va de la ligne de prolongement de trou de buse L2 d’un premier trou de buse 3 à travers la ligne médiane du sac L1 du côté bas jusqu’à la ligne de prolongement de trou de buse L2 de l’autre trou de buse 3 est prévu dans une plage de 120 à 170 degrés.

Selon la buse d’injection de carburant de ce mode de réalisation, la ligne de prolongement de trou de buse L2 est prévue pour croiser la ligne médiane du sac Ll, comme le montre la figure IB. Comme le montre la figure IA, le point auquel la ligne de prolongement de trou de buse L2 et la ligne médiane du sac Ll se croisent réellement est appelé point de croisement réel JP2. La figure IB représente une section de la buse le long du trou de buse 3, et il ne s’agit pas d’une vue en coupe transversale perpendiculaire à la direction axiale. La figure IB représente une section de la buse vue de la direction axiale, et la ligne médiane du sac Ll est indiquée par un point sur la figure IB.

Il est exigé de la buse d’injection de carburant de ce mode de réalisation que les caractéristiques de pulvérisation offrent une faible pénétration et une forte diffusion pour éviter les pertes de refroidissement moyennant quoi le carburant injecté par le trou de buse 3 est refroidi par la surface formant paroi de la chambre de combustion, par exemple, en cas de faible charge lorsque la quantité d’injection est faible, et inversement, que les caractéristiques de pulvérisation offrent une forte pénétration pour viser à améliorer les émissions de gaz en cas de forte charge lorsque la quantité d’injection est importante.

Pour satisfaire cette exigence, dans la buse d’injection de carburant de ce mode de réalisation, le point de croisement réel JP2 est prévu au-dessus du point central du sac PI, comme le montrent les figures 2A et 2B. La longueur axiale du point central du sac PI au point de croisement réel JP2 n’est pas limitée, et peut être fixée en fonction de la force de pénétration du jet requise. Plus précisément, s’il est recommandé de diminuer la force de pénétration du jet en cas de faible charge lorsque la quantité d’injection est faible, on fixera une grande longueur du point central du sac PI au point de croisement réel JP2, pour placer l’entrée du trou de buse 3 à l’écart du fond de la chambre formant sac 6. L’aiguille 2 a la forme d’un arbre s’étendant vers le haut et vers le bas, et elle est portée de manière à pouvoir être entraînée vers le haut et vers le bas dans la partie centrale du trou de buse 4. Une partie formant siège annulaire 8 qui vient en prise avec le siège de soupape 5 pour stopper l’arrivée du carburant sous pression dans la chambre formant sac 6 est prévue sur l’aiguille 2.

La partie formant siège 8 est formée dans une partie limite entre deux surfaces coniques ayant des angles d’écartement différents. Plus précisément, l’angle d’écartement de la surface conique du haut de la partie formant siège 8 est prévu pour être inférieur à l’angle d’écartement du siège de soupape 5. L’angle d’écartement de la surface conique du bas de la partie formant siège 8 est prévu pour être supérieur à l’angle d’écartement du siège de soupape 5. Dans l’explication fournie ci-après, la région formant cône circulaire du bas de la partie siège 8 est appelée partie formant cône circulaire 9. Ainsi, l’aiguille 2 comprend la partie formant cône circulaire 9 ayant une forme conique dont le diamètre diminue de la partie formant siège 8 en allant vers le bas, avec la partie formant siège 8 pour partie limite.

La buse d’injection de carburant de ce mode de réalisation est d’un type à insertion de cône circulaire dans lequel une partie de la partie formant cône circulaire 9 est insérée dans la chambre formant sac 6 et la partie formant cône circulaire 9 est en chevauchement avec la chambre formant sac 6 dans la direction axiale. Plus précisément, la buse est d’un type dans lequel une partie en contre-dépouille 10 qui est formée à l’extrémité inférieure de la partie formant cône circulaire 9 se trouve en dessous d’une ligne limite 11 entre le siège de soupape 5 et la chambre formant sac 6. La forme de la partie en contre-dépouille 10 n’est pas limitée, et il peut s’agir d’une surface plane perpendiculaire à la direction axiale, comme le montrent les figures 2A et 2B, ou d’une surface conique dont l’angle d’étalement est supérieur à celui de la partie formant cône circulaire 9, contrairement aux figures 2A et 2B.

Nous allons à présent donner des explications supplémentaires sur le type à insertion de cône circulaire. Dans une buse d’injection de carburant du type à insertion de cône circulaire, lorsque la partie formant siège 8 est en prise avec le siège de soupape 5, la partie en contre-dépouille 10 se trouve en dessous de la ligne limite 11 et la partie formant cône circulaire 9 et la chambre formant sac 6 se chevauchent axialement. La partie formant cône circulaire 9 peut être en chevauchement avec la chambre formant sac 6 dans la direction axiale lorsque la levée de l’aiguille 2 est maximale. En variante, la partie formant cône circulaire 9 peut également sortir de la chambre formant sac 6 lorsque la levée est maximale.

Lorsque l’aiguille 2 monte et que la partie formant siège 8 se sépare du siège de soupape 5, le côté arrivée du carburant sous pression et le trou de buse 3 communiquent, le carburant étant alors injecté par le trou de buse 3. Inversement, lorsque l’aiguille 2 descend et que la partie formant siège 8 vient en prise avec le siège de soupape 5, la communication entre le côté arrivée du carburant sous pression et le trou de buse 3 est coupée, et l’injection de carburant s’arrête.

Nous allons décrire à présent les variations de la force de pénétration du jet en fonction des variations du degré de levée de l’aiguille 2. En cas de faible charge, dans la buse d’injection de carburant du premier mode de réalisation, le point de croisement réel JP2 de la ligne de prolongement de trou de buse L2 et de la ligne médiane du sac Ll est prévu au-dessus du point central du sac PI, comme nous l’avons expliqué ci-dessus. Par conséquent, l’entrée du trou de buse 3 ouvre sur une partie de la chambre formant sac 6 située plus haut que dans l’art conventionnel. Il en résulte qu’en période de petite levée, lorsque la quantité d’injection est faible, comme l’indique une flèche al sur la figure 2A, la distance parcourue par le carburant lorsque le carburant sous pression qui arrive dans la chambre formant sac 6 vient frapper de façon temporaire le fond de la chambre formant sac 6 et s’écoule dans le trou de buse 3 depuis le fond de la chambre formant sac 6 est plus longue que dans l’art conventionnel. Ainsi, l’énergie d’injection peut être considérablement réduite dans la chambre formant sac 6. De ce fait, le carburant injecté par le trou de buse 3 présente une force de pénétration du jet faible, comme indiqué en période de petite levée suivant un trait continu B1 sur la figure 3.

Dans la buse d’injection de carburant en cas de forte charge, la chambre formant sac 6 est remplie du carburant sous pression de manière à avoir une pression élevée en période de grande levée, lorsque la quantité d’injection est importante. Dans ce cas, le phénomène dans lequel le carburant sous pression revient après avoir frappé le fond de la chambre formant sac 6 ne se produit pas et, comme l’indique une flèche βΐ sur la figure 2B, le carburant sous haute pression qui arrive dans la chambre formant sac 6 s’écoule directement dans le trou de buse 3, le carburant traçant un arc circulaire et lissé. Par conséquent, le carburant injecté par le trou de buse 3 a une force de pénétration du jet importante comme indiqué en période de grande levée suivant le trait continu B1 de la figure 3.

Un trait A alternant pointillés courts et longs sur la figure 3 indique une caractéristique de l’art conventionnel qui prévoit le point de croisement réel JP2 au point central du sac PI. Le trait continu B1 de la figure 3 indique le degré de variation de la force de pénétration du jet par rapport au trait A alternant pointillés courts et longs.

Nous allons à présent décrire les effets du premier mode de réalisation. L’utilisation du premier mode de réalisation ci-dessus permet de fournir une buse d’injection de carburant du type à insertion de cône circulaire qui présente une force de pénétration du jet faible en période de petite levée lorsque la quantité d’injection est faible et, inversement, qui présente une force de pénétration du jet élevée en période de grande levée lorsque la quantité d’injection est importante. Par conséquent, les caractéristiques de pulvérisation peuvent offrir une faible pénétration et une injection diffuse pour éviter les pertes de refroidissement moyennant quoi le carburant injecté est refroidi par une surface formant paroi d’une chambre de combustion, par exemple, en cas de faible charge lorsque la quantité d’injection est faible, et les caractéristiques de pulvérisation peuvent offrir une forte pénétration pour viser à améliorer les émissions de gaz en cas de forte charge lorsque la quantité d’injection est importante.

Nous allons à présent décrire un deuxième mode de réalisation en nous référant aux figures 4A et 4B. Dans les modes de réalisation ci-après, des repères numériques identiques à ceux du premier mode de réalisation ci-dessus indiquent les objectifs fonctionnels identiques correspondants. Dans les modes de réalisation ci-après, seuls sont expliqués les éléments modifiés par rapport au premier mode de réalisation, les éléments non explicités étant ceux du mode de réalisation précédemment décrit.

Comme nous le voyons sur la figure 4B, la buse d’injection de carburant de ce deuxième mode de réalisation est d’un type dans lequel la ligne de prolongement de trou de buse L2 ne croise pas directement la ligne médiane du sac Ll. Plus précisément, la ligne de prolongement de trou de buse L2 est prévue pour être décalée par rapport à la ligne médiane du sac Ll.

Dans la description qui suit, la ligne qui est obtenue en projetant la ligne de prolongement de trou de buse L2 dans la direction perpendiculaire est appelée ligne de projection KL2. Dans ce deuxième mode de réalisation, illustré sur la figure 4A, un point de croisement imaginaire KP2 auquel la ligne de projection KL2 croise la ligne médiane du sac Ll est prévu au-dessus du point central du sac PI. Les autres configurations étant similaires à celles du premier mode de réalisation, nous ne reviendrons pas sur leur explication.

En prévoyant le point de croisement imaginaire KP2 au-dessus du point central du sac PI de cette manière, on peut obtenir un fonctionnement et des effets similaires à ceux du premier mode de réalisation.

Nous allons à présent décrire un troisième mode de réalisation en nous référant aux figures 5A à 7. Comme nous le voyons sur la figure 5B, la buse d’injection de carburant prévue selon ce troisième mode de réalisation est telle que la ligne de prolongement de trou de buse L2 croise réellement la ligne médiane du sac Ll. Dans la buse d’injection de carburant selon ce troisième mode de réalisation, le point de croisement réel JP2 est prévu en dessous du point central du sac PI, comme le montre la figure 5A. Les autres configurations étant similaires à celles du premier mode de réalisation, nous ne reviendrons pas sur leur explication.

Nous allons décrire à présent les variations de la force de pénétration du jet en fonction des variations du degré de levée de l’aiguille 2. Dans la buse d’injection de carburant du troisième mode de réalisation, en cas de faible charge, le point de croisement réel JP2 est prévu en dessous du point central du sac PI, comme nous l’avons expliqué ci-dessus. Par conséquent, l’entrée d’un trou de buse 3 ouvre sur une partie de la chambre formant sac 6 plus basse que dans l’art conventionnel. Il en résulte qu’en période de petite levée, lorsque la quantité d’injection est faible, comme l’indique une flèche a2 sur la figure 6A, le phénomène dans lequel le carburant sous pression revient après avoir frappé le fond de la chambre formant sac 6 est limité, et le carburant sous pression qui arrive dans la chambre formant sac 6 s’écoule directement dans le trou de buse 3. Ainsi, le carburant injecté par le trou de buse 3 présente une force de pénétration du jet élevée, comme indiqué en période de petite levée suivant un trait continu B2 sur la figure 7.

Dans la buse d’injection de carburant du troisième mode de réalisation en période de forte charge, comme pour le premier mode de réalisation, l’angle d’injection Θ1 est fixé en tant que grand angle, de 60 à 85 degrés. C’est pourquoi, comme le montre la figure 6B, un angle Θ2 qui va de la ligne de prolongement de trou de buse L2 jusqu’en haut d’une ligne tangente à une surface sphérique configurée comme étant la chambre formant sac 6 est fixé en tant qu’angle aigu. Par conséquent, le carburant sous pression qui arrive dans la chambre formant sac 6 ne s’écoule pas facilement dans le trou de buse 3. Ainsi, la direction d’écoulement du carburant peut être nettement infléchie dans la chambre formant sac 6, et l’énergie d’injection peut être réduite dans la chambre formant sac 6. De ce fait, lorsque la chambre formant sac 6 est remplie du carburant sous pression de manière à avoir une pression élevée en période de grande levée, le carburant injecté par le trou de buse 3 présente une force de pénétration du jet faible comme indiqué en période de grande levée suivant le trait continu B2 sur la figure 7.

Un trait A alternant pointillés courts et longs sur la figure 7 indique une caractéristique de l’art conventionnel dans laquelle le point de croisement réel JP2 est prévu au point central du sac PI, et le trait continu B2 de la figure 7 indique le degré de variation de la force de pénétration du jet par rapport au trait A alternant pointillés courts et longs.

Nous allons à présent décrire les effets du troisième mode de réalisation. L’utilisation du troisième mode de réalisation ci-dessus permet de fournir une buse d’injection de carburant du type à insertion de cône circulaire qui présente une force de pénétration du jet importante en période de petite levée lorsque la quantité d’injection est faible et qui présente une force de pénétration du jet faible en période de grande levée lorsque la quantité d’injection est importante.

Nous allons à présent décrire un quatrième mode de réalisation en nous référant aux figures 8A et 8B. Comme nous le voyons sur la figure 8B, la buse d’injection de carburant de ce quatrième mode de réalisation est d’un type dans lequel la ligne de prolongement de trou de buse L2 ne croise pas directement la ligne médiane du sac Ll. Plus précisément, comme pour le deuxième mode de réalisation ci-dessus, la ligne de prolongement de trou de buse L2 est prévue pour être décalée par rapport à la ligne médiane du sac Ll.

Dans ce quatrième mode de réalisation, illustré sur la figure 8A, un point de croisement imaginaire KP2 auquel la ligne de projection KL2 croise la ligne médiane du sac Ll est prévu en dessous du point central du sac PI. Les autres configurations étant similaires à celles du premier mode de réalisation, nous ne reviendrons pas sur leur explication.

En prévoyant le point de croisement imaginaire KP2 en dessous du point central du sac PI de cette manière, on peut obtenir un fonctionnement et des effets similaires à ceux du troisième mode de réalisation.

La présente invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-dessus, et les modes ci-après peuvent également être employés. Nous allons décrire à présent des modifications apportées aux modes de réalisation ci-dessus.

Le premier mode de réalisation ci-dessus montre un type d’injection à grand angle qui prévoit un angle d’injection Θ1 dans une plage de 60 à 85 degrés. Toutefois, l’angle d’injection Θ1 n’est pas limité lorsque le point de croisement réel JP2 est prévu au-dessus du point central du sac PL Plus précisément, lorsque le point de croisement réel JP2 est prévu au-dessus du point central du sac PI, l’angle d’injection Θ1 peut être fixé à une valeur inférieure à 60 degrés, ou l’angle d’injection 01 peut être fixé à une valeur supérieure à 85 degrés. D’une manière similaire, lorsque le point de croisement imaginaire KP2 est prévu au-dessus du point central du sac PI, l’angle d’injection 01 n’est pas limité à la plage de 60 à 85 degrés. L’angle d’injection 01 peut être fixé à une valeur inférieure à 60 degrés, ou l’angle d’injection 01 peut être fixé à une valeur supérieure à 85 degrés.

Les premier à quatrième modes de réalisation ci-dessus représentent des exemples d’application de la présente invention à une buse d’injection de carburant employée pour un moteur diesel. Le moteur diesel est un moteur à combustion interne du type à allumage par compression. Ainsi, le carburant injecté par la buse d’injection de carburant n’est pas limité à une huile légère, et un autre carburant adapté à l’allumage par compression, tel que l’éther de diméthyle, peut être utilisé comme carburant.

Les premier à quatrième modes de réalisation ci-dessus montrent des exemples d’application de la présente invention à une buse d’injection de carburant employée dans un moteur diesel. Or, la présente invention peut être appliquée à une buse d’injection de carburant employée dans un moteur à essence.

La buse d’injection de carburant peut être d’un type à injection sur toute la circonférence, qui injecte le carburant autour de la buse d’injection de carburant, d’un type à injection des deux côtés qui injecte le carburant des deux côtés de la buse d’injection de carburant, ou d’un type à injection d’un seul côté qui injecte le carburant d’un seul côté de la buse d’injection de carburant.

Pour résumer, la buse d’injection de carburant selon les modes de réalisation ci-dessus peut être décrite dans les termes suivants.

Dans le premier aspect de la présente invention, le point de croisement réel JP2 de la ligne de prolongement de trou de buse L2 et de la ligne médiane du sac Ll est prévu au-dessus du point central du sac PI. Dans le second aspect de la présente invention, le point de croisement imaginaire KP2 de la ligne de projection KL2 et de la ligne médiane du sac Ll est prévu au-dessus du point central du sac PI. Ainsi, dans les premier et second aspects, l’entrée du trou de buse 3 ouvre sur une partie de la chambre formant sac 6 située plus haut que dans l’art conventionnel. Il en résulte qu’en période de petite levée, la distance parcourue par le carburant lorsque le carburant sous pression qui arrive dans la chambre formant sac 6 vient frapper de façon temporaire le fond de la chambre formant sac 6 et s’écoule dans le trou de buse 3 depuis le fond de la chambre formant sac 6 est plus longue. Ainsi, l’énergie d’injection peut être considérablement réduite dans la chambre formant sac 6. De ce fait, le carburant injecté par le trou de buse 3 présente une force de pénétration du jet plus faible que dans l’art conventionnel. Au contraire, en période de grande levée, la chambre formant sac 6 est remplie du carburant sous pression de manière à avoir une pression élevée. Par conséquent, le phénomène dans lequel le carburant sous pression revient après avoir frappé le fond de la chambre formant sac 6 ne se produit pas, et le carburant sous haute pression qui arrive dans la chambre formant sac 6 s’écoule directement dans le trou de buse 3. Ainsi, le carburant injecté par le trou de buse 3 a une force de pénétration du jet plus importante qu’en période de petite levée. Par conséquent, les premier et second aspects permettent de fournir une buse d’injection de carburant du type à insertion de cône circulaire qui offre une force de pénétration du jet faible en période de petite levée et une force de pénétration du jet importante en période de grande levée.

Dans le quatrième aspect de la présente invention, le point de croisement réel JP2 de la ligne de prolongement de trou de buse L2 et de la ligne médiane du sac Ll est prévu en dessous du point central du sac PI. Dans le cinquième aspect de la présente invention, le point de croisement imaginaire KP2 de la ligne de projection KL2 et de la ligne médiane du sac Ll est prévu en dessous du point central du sac PI. Ainsi, dans les quatrième et cinquième aspects, l’entrée d’un trou de buse 3 ouvre sur une partie de la chambre formant sac 6 plus basse que dans l’art conventionnel. Par conséquent, en période de petite levée, le phénomène dans lequel le carburant sous pression qui arrive dans la chambre formant sac 6 revient après avoir frappé de façon temporaire le fond de la chambre formant sac 6 est limité, et le carburant sous pression qui arrive dans la chambre formant sac 6 s’écoule directement dans le trou de buse 3. En conséquence, le carburant injecté par le trou de buse 3 présente une force de pénétration du jet plus élevée que dans l’art conventionnel. Dans les quatrième et cinquième aspects, l’angle d’injection Θ1 est fixé en tant que grand angle, de 60 à 85 degrés. Ainsi, l’angle Θ2 qui va de la ligne de prolongement de trou de buse L2 jusqu’en haut d’une ligne tangente à une surface sphérique configurée comme étant la chambre formant sac 6 est fixé en tant qu’angle aigu. En conséquence, le carburant sous pression qui arrive dans la chambre formant sac 6 ne s’écoule pas facilement dans le trou de buse 3. La direction d’écoulement du carburant est rapidement infléchie dans la chambre formant sac 6, et l’énergie d’injection est réduite dans la chambre formant sac 6. Par conséquent, lorsque la chambre formant sac 6 est remplie du carburant sous pression de manière à avoir une pression élevée en période de grande levée, le carburant injecté par le trou de buse 3 présente une force de pénétration du jet plus faible que dans l’art conventionnel. De cette manière, les quatrième et cinquième aspects permettent de fournir une buse d’injection de carburant du type à insertion de cône circulaire qui offre une force de pénétration du jet importante en période de petite levée et qui offre une force de pénétration du jet faible en période de grande levée.

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 modes de réalisation et de construction. La présente invention a vocation à couvrir diverses modifications et divers agencements équivalents. Outre ces diverses combinaisons et configurations, d’autres combinaisons et configurations, comprenant 22 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 (2)

1. REVENDICATIONS
2. 1. Buse d’injection de carburant comprenant : un corps de buse (1) qui comporte : un siège de soupape (5) qui est formé à l’intérieur du corps de buse (1) et présente une forme de surface conique ; une chambre formant sac (6) qui est formée à l’intérieur du corps de buse (1) et présente la forme d’une surface sphérique qui fait converger du carburant sous pression passant à l’intérieur du siège de soupape (5) ; et un trou de buse (3) par lequel le carburant sous pression arrivant dans la chambre formant sac (6) est injecté à l’extérieur du corps de buse (1) ; et une aiguille (2) qui est entraînée de manière linéaire à l’intérieur du corps de buse (1) et comprend : une partie siège (8) qui vient en prise avec le siège de soupape (5) pour stopper l’arrivée du carburant sous pression dans la chambre formant sac (6) ; et une partie formant cône circulaire (9) qui présente une forme conique ayant la partie siège (8) pour partie limite et qui s’insère dans la chambre formant sac (6), dans laquelle : sachant que : la direction dans laquelle se déplace l’aiguille (2) est la direction axiale ; la direction dans laquelle se déplace l’aiguille (2) lorsque l’injection de carburant s’arrête est le bas ; le point central d’une sphère ayant la surface sphérique de la chambre formant sac (6) est le point central du sac (PI) ; une droite passant par le point central du sac (PI) dans la direction axiale est la ligne médiane du sac (Ll) ; et une droite qui est obtenue en prolongeant l’axe central du trou de buse (3) jusque dans la chambre formant sac (6) est une ligne de prolongement de trou de buse (L2), la ligne de prolongement de trou de buse (L2) est prévue pour croiser la ligne médiane du sac (Ll) ; le point de croisement réel (JP2) auquel la ligne de prolongement de trou de buse (L2) et la ligne médiane du sac (Ll) se croisent est prévu en dessous du point central du sac (PI) ; et un angle (Θ1) qui va d’une partie de la ligne médiane du sac (Ll) du côté bas jusqu’à la ligne de prolongement de trou de buse (L2) est fixé dans une plage de 60 à 85 degrés.