WO2012038653A1 - Injecteur a fuites dynamiques réduites - Google Patents

Injecteur a fuites dynamiques réduites Download PDF

Info

Publication number
WO2012038653A1
WO2012038653A1 PCT/FR2011/052149 FR2011052149W WO2012038653A1 WO 2012038653 A1 WO2012038653 A1 WO 2012038653A1 FR 2011052149 W FR2011052149 W FR 2011052149W WO 2012038653 A1 WO2012038653 A1 WO 2012038653A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
injector
cup
chamber
control chamber
main passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2011/052149
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Berard
Jean-Charles Boulerie
Franck Levy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SA
Original Assignee
Renault SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SA filed Critical Renault SA
Publication of WO2012038653A1 publication Critical patent/WO2012038653A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0043—Two-way valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/004—Sliding valves, e.g. spool valves, i.e. whereby the closing member has a sliding movement along a seat for opening and closing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/005—Pressure relief valves
    • F02M63/0052—Pressure relief valves with means for adjusting the opening pressure, e.g. electrically controlled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/28—Details of throttles in fuel-injection apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2547/00—Special features for fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M2547/001—Control chambers formed by movable sleeves

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure fuel injector type "control chamber", equipping for example an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • An injector typically comprises a bored injector body, in which slides an injector needle, one end of which is housed in an injection chamber connected to a high-pressure fuel supply pipe.
  • the needle cooperates with a valve seat in the injector body to release or close the ejection of fuel to a combustion chamber via at least one injection port pierced through the end of the body injector opening into the combustion chamber.
  • the injection chamber is separated from a controlled pressure chamber located at the other end of the injector needle.
  • a controlled pressure chamber located at the other end of the injector needle.
  • which is generally connected on the one hand to a high-pressure fuel supply pipe, and on the other hand to a discharge pipe containing a control valve (or discharge valve) and opening into a zone of low pressure, for example to a return pipe to a fuel tank.
  • the discharge valve When the injector is closed, the discharge valve is in the closed position, so that the fuel pressures prevailing in the injection chamber and in the control chamber are identical.
  • the injector needle is kept pressed against the valve seat by the force exerted by a calibrated spring.
  • the needle of the injector is lifted from its seat, causing the release of the fuel. It is subjected at one end to the action of fuel under high pressure in the injection chamber, while at its other end the controlled pressure chamber is discharged suddenly, thanks to the opening of the control valve .
  • This valve can be actuated by means of a solenoid or piezoelectric actuator.
  • the injectors have fuel leakage, which significantly reduces their performance and requires the use of an oversized fuel pump, that is to say, more than the flow rate actually injected.
  • the control valve releases the fuel contained in the controlled pressure chamber of the injector, and there is a very significant direct fuel flow between the high-pressure fuel supply pipe and the pipe. discharge, where there is a much lower pressure.
  • total fuets static and dynamic equivalent to the useful flow, that is to say the flow actually injected by the injection ports, so that a fuel pump discharging twice as much as the payload must be used.
  • the present invention aims to overcome the disadvantages of known control chamber injectors, by partially closing the fuel supply section supplying the control chamber during the opening phase of the injector, so as to significantly reduce the discharge rate during this phase.
  • the injector comprises a control chamber in which the high-pressure fuel enters through a main supply passage and at least one lower section secondary supply passage, and a mobile device. closing of the main passage during the opening phase of the discharge valve.
  • FIG. 1 represents an axial section of the injector according to a first embodiment of the invention, in the closed position, in which the movable element is not integral with the injector needle.
  • FIG. 2 represents a detail of the injector according to FIG. 1, in the closed position
  • FIG. 2A represents the same detail of the injector according to FIG. 1, in the open position
  • FIG. 3 represents a variant of the injector, having a pressure-balanced discharge valve, in the closed position
  • Figure 3A shows the variant of the injector according to Figure 3 in the open position.
  • FIG. 4 represents a second variant of the injector according to the invention, presenting a shutter balanced in pressure, in the closed position
  • FIG. AA represents the variant of the injector according to FIG. 4 in the open position
  • FIG. 5 represents a third variant of the injector according to the invention, in which the shutter is constituted by one end of the injector needle, in the closed position
  • the shutter is constituted by one end of the injector needle, in the closed position
  • FIG. 5A represents the variant of the injector according to FIG. 5 in the open position
  • FIG. 1 describes a fuel injector comprising, in an injector body 1, an injector needle 2 which is in the form of a stepped revolution body.
  • the upper part of the needle 3 is a cylinder which slides in a bore 4 of the injector body 1.
  • the lower part of the needle 5 is an extended cylinder of a cone which cooperates with a conical seat 6 of the body. injector 1 for opening or closing the passage between the injection chamber 7, in which the lower part of the needle 5 is housed; and a plurality of injection ports 8 formed at the lower end of the injector body 1.
  • FIG. 1 represents a finjector in the closed state: in this position, the cone of the lower part of the needle 5 rests on the conical seat 6 thanks to the force applied by an injector spring 9 housed in the body of the Injector 1.
  • One end of the spring 9 rests on a shoulder 10 of the needle located between its upper part 3 and its lower part 5, and its other end on a flat face 11 of the body 1.
  • the sealing contact between the cone of the lower part of the needle 5 and the conical seat 6 closes the passage between the injection chamber 7 and the injection ports 8.
  • the injection chamber 7 is supplied with high pressure fuel by the high pressure supply pipe 12 which is itself connected to a source of high pressure fuel (not shown), for example the common rail of FIG. an internal combustion engine.
  • a control chamber 13 is formed inside the injector body 1. It is closed, at its lower part, by the upper cylindrical part of the needle 2.
  • the control chamber contains a cup 14, which is a piece of revolution having a U-shaped section, the function of which is explained in Figure 2A.
  • FIG. 1 which shows the injector in the closed position
  • the lower face of the cup 14 is kept pressed against a shoulder 15 of the bore 4 thanks to the force applied by the cup spring 16.
  • the control chamber 13 is supplied with high pressure fuel by two separate passages. On the one hand, it receives fuel from a main passage 17, or main channel, whose relatively large section is calibrated to allow sufficient filling speed of the control chamber 13. The arrival point of the channel 17 in the control chamber 13 opens facing the flat end of a flange 14a of the cup 14, in the direction of axial displacement of the injector needle 2. It can be plugged by this flat end of the flange 14a of the cup 14 when the injector is in the open position, as shown in Figure 2A. On the other hand, it also receives fuel from a secondary passage 18, or secondary channel, of much smaller section than that of the main passage 17. The two passages 17, 18 are connected to the same source of high pressure fuel the high pressure line 12.
  • An evacuation channel 19 passing through the body of the injector at the upper part of the control chamber 13 allows the discharge of the control chamber 13 to a discharge chamber 20 housed in the injector body 1, which is it
  • the fuel contained in the portion of the control chamber 13 situated above the cup 14 passes directly into the discharge channel 19, while the fuel contained below the cup 14 must first pass through an outlet calibration 22 made in the cup 14.
  • this solenoid valve 23 In the closed position which is that of FIG. 1, this solenoid valve 23 is kept plated. on the end of the channel 19 by a solenoid valve spring 24.
  • an actuator 25 exerts a force greater than the setting of the solenoid valve. spring 24, which raises the solenoid valve 23 and thus releases the opening of the discharge channel 19. The fuel is then discharged to the discharge chamber 20.
  • FIGS. 2 and 2A The operation of the injector is specified by FIGS. 2 and 2A:
  • the actuator 25 In the closed position (FIG. 2), the actuator 25 is inactive.
  • the solenoid spring 24 plates the spherical head 23a of the solenoid valve 23 on the conical end of the discharge channel 19.
  • the control chamber 13 is closed.
  • the high-pressure fuel source supplies the injection chamber 7, via the feed channel 12, and the control chamber 13 all around the cup 14 at the same pressure.
  • the cup spring 16 holds the cup plate against the bottom, on the shoulder 15 of the body 1.
  • the injector spring 9 maintains the lower part of the needle 5 pressed against the conical seat 6.
  • the fuel contained in the injection chamber 7 can not escape through the injection ports 8.
  • the dynamic leak rate that is to say the flow of fuel escaping into the discharge channel 19 from the control chamber 13 is thus very limited.
  • the discharge of the control chamber 13 also creates an imbalance with the injection chamber 7. This imbalance creates a force greater than the force exerted by the injector spring 9 and raises the needle 2.
  • Figures 3 and 3A show a variant of the embodiment shown in Figures 1, 2 and 2A, which provides an improvement of the solenoid valve 23,
  • the solenoid valve 23 comprises a lower portion, for example cylindrical, which slides in a housing 27 of the injector body 1. This lower part is pierced with a recess 28 in the form of a diabolo, that is to say a cylinder terminated at each of its ends by a truncated cone.
  • the right cone in Figures 3 and 3a receives the end 29 of the discharge channel 19.
  • the spring of éfectrovanne 24 maintains the solenoid valve 23 in a low position, for example plated on a stop (not shown). In this position, the upper edges of the left and right cones are fully retracted into the housing 27, and there is no communication between the discharge channel 19 and the discharge chamber 20.
  • the coil 25 is electrically actuated, and the solenoid valve 23 is pulled up.
  • the upper part of the cones of the recess 28 is gradually brought into communication with the discharge chamber 20, towards which the fuel contained in the control chamber is discharged.
  • This variant of the invention has the following advantage ' ⁇ thanks to the diabolo shape of the recess 28, the fuel is discharged in two opposite directions by the two conical portions, and substantially horizontal, that is to say that they do not oppose the force exerted by the spring solenoid valve 24.
  • the conical profile allows a beginning and a discharge end of the control chamber 13 more progressive.
  • FIGS. 4 and 4A show a second variant of the injector according to the invention, which provides an improvement of the cup 14.
  • the main passage 17 opens perpendicular to the direction of movement of the cup 14, facing a cylindrical side surface 30 thereof.
  • the upper end of the rim of the cup 14 is bevelled 31, so that the fuel pressure present in the control chamber 13 can be exercised vertically, while the main passage 17 does not exert vertical pressure . Thanks to the balance of efforts between the faces of the cup 14, it is possible to use a spring 16 less tared than in the case of Figures 2 and 2A.
  • Figures 5 and 5A respectively show a detail of the jet in the closed and open state, according to a third embodiment of the invention.
  • the member 14 which closes the main passage 17 is integral with the injector needle 2. It is constituted by the upper end of the injector needle 2, which is hollowed into a bowl 32 in its shape. center.
  • the control chamber 13 is supplied with fuel, from a high-pressure inlet channel 33, This chamber 13, and more precisely the free section between the upper planar face of the bowl 32 and the upper face 26 of the chamber 13, constitutes the main passage 17 equivalent to the main channel 17 of the preceding examples.
  • the bowl 32 is pierced by a secondary passage 18, or secondary channel.
  • the invention proposes an injector whose control chamber 13 is provided with a passage main power supply 17 at high pressure and at least one secondary feed passage 18 of smaller section, and a closure member 14 of the main passage 17 during the discharge of the chamber 13.
  • the injector according to the invention has many advantages. Compared to the known injectors, it considerably reduces the communication of the high pressure supply circuit of the injector with the discharge circuit, which reduces the dynamic losses during the opening of the injector. It can be compacted by the use of limited size springs using a pressure balanced closure member. It can be combined with a pressure relief valve. This invention is usable for any control chamber injector and allows the use of a lower flow rate fuel pump than conventional injectors.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Injecteur de carburant à haute pression comportant une aiguille (2) coulissant dans un corps d'injecteur (1), présentant de part et d'autre de •celle-ci une chambre d'injection (7) et une chambre de commande (13) dont la décharge par une électrovanne (23) provoque l'ouverture de la chambre d'injection (7), caractérisé en ce que la chambre dé commande (13) présente au moins un passage principal (17) et un passage secondaire (18) de section inférieure à celle du passage principal (17), et un organe d'obturation (14) mobile du passage principal (17) lorsque la chambre de commande (i3) est mise en décharge.

Description

INJECTEUR A FUITES DYNAMIQUES REDUITES
L'invention concerne un injecteur de carburant à haute pression de type « à chambre de commande », équipant par exemple un moteur à combustion interne de véhicule automobile.
Un injecteur comprend typiquement un corps d'injecteur alésé, dans lequel coulisse une aiguille d'injecteur dont une extrémité est logée dans une chambre d'injection reliée a une canalisation d'alimentation de carburant à haute pression. L'aiguille coopère ave un siège de soupape ménagé dans le corps d'injecteur, de manière à libérer ou à fermer l'éjection du carburant vers une chambre de combustion via au moins un orifice d'injection percé à travers l'extrémité du corps d'injecteur débouchant dans la chambre de combustion.
Dans le cas d'un injecteur à chambre de commande, la chambre d'injection est séparée d'une chambre de pression commandée, située à l'autre extrémité de l'aiguille d'injecteur. qui est généralement reliée d'une part à une canalisation d'alimentation de carburant à haute pression, et d'autre part à une canalisation de décharge contenant une vanne de commande (ou vanne de décharge) et débouchant dans une zone de basse pression, par exemple vers un tuyau de retour à un réservoir à carburant.
Quand l'injecteur est fermé, la vanne de décharge est en position fermée, si bien que les pressions de carburant régnant dans la chambre d'injection et dans la chambre de commande sont identiques. L'aiguille d'injecteur est maintenue plaquée sur le siège de soupape grâce à l'effort exercé par un ressort taré.
Lors de la phase d'ouverture de l'injecteur, l'aiguille de l'injecteur se soulève de son siège, provoquant la libération du carburant. Elle est soumise à une extrémité à l'action du carburant sous haute pression dans la chambre d'injection, tandis qu'à son autre extrémité la chambre à pression commandée est mise en décharge brutalement, grâce à l'ouverture de la vanne de commande. Cette vanne peut être actionnée grâce à un actuateur solénoïde ou piézoélectrique. En général, les injecteurs présentent des fuites de carburant, ce qui diminue considérablement leur rendement et nécessite l'utilisation d'une pompe à carburant surdimensionnée, c'est-à-dire débitant davantage que le débit effectivement injecté.
On distingue deux types de fuites. En général, tous les injecteurs présentent, quel que soit leur état ouvert ou fermé, des fuites statiques, c'est-à- dire des pertes de carburant qui sont dues aux jeux entre les différents composants de l'injecteur. Ces fuites statiques se produisent en raison de la haute pression d'alimentation du carburant. Les injecteurs à chambre de commande présentent en outre des fuites dynamiques, qui se produisent uniquement lors de leur phase d'ouverture.
Lors de cette phase, la vanne de commande laisse échapper le carburant contenu dans la chambre de pression commandée de l'injecteur, et il se produit un écoulement direct de carburant très important entre la canalisation d'alimentation de carburant à haute pression et la canalisation de décharge, où règne une pression beaucoup plus basse. Sur ce type d'injecteur, on observe couramment des fuîtes totales (statiques et dynamiques) équivalentes au débit utile, c'est-à-dire au débit effectivement injecté par les orifices d'injection, si bien qu'une pompe à carburant débitant deux fois plus que le débit utile doit être utilisée.
On connaît plusieurs dispositifs visant à limiter les fuites dynamiques d'un injecteur à chambre de commande. Par exemple, la publication Fft 2 811 026 propose de fermer les sorties de fuite à l'ouverture de la conduite d'alimentation à haute pression avec des surfaces d'étanchéité en sortie qui recouvrent des arêtes de commande du corps d'injecteur. Toutefois, cette solution se traduit par une phase de chevauchement entre la phase de fermeture de l'alimentation et la phase d'ouverture de la fuite, si bien que les fuites de carburant à haute pression par les perçages d'éva uation en sortie ne peuvent pas être diminués de façon Significative.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des injecteurs ά chambre de commande connus, en obturant partiellement la section d'arrivée du carburant alimentant la chambre de commande lors de la phase d'ouverture de l'injecteur, de façon à réduire très signif icativement le débit de décharge lors de cette phase.
Selon une caractéristique de l'invention, l'injecteur comporte une chambre de commande dans laquelle le carburant à haute pression pénètre par un passage principal d'alimentation et par au moins un passage d'alimentation secondaire de section plus faible, et un dispositif mobile d'obturation du passage principal lors de la phase d'ouverture de la vanne de décharge.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante de différents modes de réalisation non limitatifs de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés sur lesquels,
• la figure 1 représente une coupe axiale de l'injecteur selon un premier mode de réalisation de l'invention, en position fermée, dans lequel l'élément mobile n'est pas solidaire de l'aiguille d'injecteur
• la figure 2 représente un détail de l'injecteur selon la figure 1, en position fermée,
• la figure 2A représente le même détail de l'injecteur selon la figure 1, en position ouverte,
• la figure 3 représente une variante de l'injecteur, présentant une vanne de décharge équilibrée en pression, en position fermée,
• la figure 3A représente la variante de l'injecteur selon la figure 3 en position ouverte.
• la figure 4 représente une deuxième variante de l'injecteur selon l'invention, présentant un obturateur équilibré en pression, en position fermée,
• la figure AA représente la variante de l'injecteur selon la f igure 4 en position ouverte, • fa figure 5 représente une troisième variante de l'injecteur selon l'invention, dans laquelle l'obturateur est constitué par une extrémité de l'aiguille d'injecteur, en position fermée, et
• la figure 5A représente la variante de l'injecteur selon la figure 5 en position ouverte,
ta figure 1 décrit un injecteur de carburant comportant, dans un corps d'injecteur 1, une aiguille d'injecteur 2 qui se présente sous la forme d'un corps de révolution étagé. La partie supérieure de l'aiguille 3 est un cylindre qui coulisse dans un alésage 4 du corps d'injecteur 1. La partie inférieure de l'aiguille 5 est un cylindre prolongé d'un cône qui coopère avec un siège conique 6 du corps d'injecteur 1 pour ouvrir ou fermer le passage entre la chambre d'injection 7, dans laquelle la partie inférieure de l'aiguille 5 est logée; et une pluralité d'orifices d'injection 8 ménagés à l'extrémité inférieure du corps d'injecteur 1.
La figure 1 représente finjecteur à l'état fermé : dans cette position, le cône de la partie inférieure de l'aiguille 5 repose sur le siège conique 6 grâce a l'effort appliqué par un ressort d'injecteur 9 logé dans le corps d'injecteur 1. Une extrémité du ressort 9 repose sur un épaulement 10 de l'aiguille situé entre sa partie supérieure 3 et sa partie inférieure 5, et son autre extrémité sur une face plane 11 du corps 1. Le contact étanche entre le cône de la partie inférieure de l'aiguille 5 et le siège conique 6 ferme le passage entre la chambre d'injection 7 et les orifices d'injection 8.
La chambre d'injection 7 est alimentée en carburant à haute pression par la canalisation d'alimentation à haute pression 12 qui est elle-même reliée à une source de carburant à haute pression (non-représentée), par exemple la rampe commune d'un moteur à combustion interne.
Une chambre de commande 13 est ménagée à l'intérieur du corps d'injecteur 1. Elle est fermée, à sa partie inférieure, par la partie supérieure 3 cylindrique de l'aiguille 2, La chambre de commande contient une coupelle 14, qui est une pièce de révolution ayant une section en forme de U, dont la fonction est expliquée par la figure 2A.
Sur la figure 1, qui montre l'injecteur en position fermée, la face inférieure de la coupelle 14 est maintenue plaquée sur un épaulement 15 de l'alésage 4 grâce à l'effort appliqué par le ressort de coupelle 16.
La chambre de commande 13 est alimentée en carburant à haute pression par deux passages distincts. D'une part, elle reçoit du carburant d'un passage principal 17, ou canal principal, dont la section relativement importante est calibrée pour permettre une vitesse suffisante de remplissage de la chambre de commande 13. Le point d'arrivée du canal 17 dans la chambre de commande 13 débouche face à l'extrémité plane d'un rebord 14a de la coupelle 14, dans le sens de déplacement axial de l'aiguille d'injecteur 2. Il peut être bouché par cette extrémité plane du rebord 14a de la coupelle 14 quand l'injecteur est en position ouverte, comme montre la figure 2A. D'autre part, elle reçoit aussi du carburant d'un passage secondaire 18, ou canal secondaire, de section nettement plus petite que celle du passage principal 17. Les deux passages 17,18 sont reliés à la même source de carburant à haute pression que la canalisation à haute pression 12.
Un canal d'évacuation 19 traversant le corps de l'injecteur à la partie supérieure de la chambre de commande 13 permet la décharge de la chambre de commande 13 vers une chambre de décharge 20 logée dans le corps d'injecteur 1, qui est elle-même reliée à un tuyau de carburant à basse pression 21. Le carburant contenu dans la partie de la chambre de commande 13 située au dessus de la coupelle 14 passe directement dans le canal d'évacuation 19, tandis que le carburant contenu en dessous de la coupelle 14 doit d'abord passer par un calibrage de sortie 22 pratiqué dans la coupelle 14.
Une électrovanne 23, terminée par une tête sphérique 23a coopérant avec une extrémité conique du canal d'évacuation 19, permet d'ouvrir ou de fermer le canal 19. En position fermée qui est celle de la figure 1, cette électrovanne 23 est maintenue plaquée sur l'extrémité du canal 19 par un ressort d'éiectrovanne 24. En position ouverte, un actuateur 25 exerce une force supérieure au tarage du ressort 24, qui soulève l'électrovanne 23 et libère ainsi l'ouverture du canal d'évacuation 19. Le carburant est alors évacué vers la chambre de décharge 20.
Le fonctionnement de l'injecteur est précisé par les figures 2 et ZA :
En position fermée (figure 2), l'actuateur 25 est inactif. Le ressort cfélectrovanne 24 plaque la tête sphérique 23a de l'électrovanne 23 sur l'extrémité conique du canal d'évacuation 19. La chambre de commande 13 est fermée. La source de carburant à haute pression alimente à la même pression la chambre d'injection 7, via le canal d'alimentation 12, et la chambre de commande 13 tout autour de la coupelle 14. Le ressort de coupelle 16 maintient la coupelle plaquée vers le bas, sur l'épaulement 15 du corps 1. Comme sur la figure 1, le ressort d'injecteur 9 maintient la partie inférieure de l'aiguille 5 plaquée sur le siège conique 6. Le carburant contenu dans la chambre d'injection 7 ne peut pas s'échapper par les orifices d'injection 8.
En position ouverte (figure 2A), on fait circuler un courant dans actuateur 25, ce qui crée une force verticale vers le haut suffisante pour vaincre l'effort du ressort d'électrovanne 24 et tirer l'électrovanne 23 vers le haut. La tête sphérique 23a de l'électrovanne 23 libère l'extrémité dû canal d'évacuation 19, ce qui vidange la chambre de commande 13. Le carburant contenu dans la partie de la chambre de commande 13 située au dessus de la coupelle 14 s'évacue beaucoup plus rapidement que celui qui est contenu au dessous de la coupelle 14. Le déséquilibre de pression qui en résulte entre les deux côtés de la coupelle 14 surmonte l'effort du ressort 16 de coupelle 14 et plaque celle-ci sur la face supérieure 26 de la chambre de commande 13. L'extrémité plane d'un rebord 14a de la coupelle 14 obture alors le débouché du passage principal 17, et ne laisse plus subsister qu'une alimentation de la chambre de commande 13 par le passage secondaire 18.
Le débit de fuite dynamique, c'est-à-dire le débit de carburant s'échappant dans le canal d'évacuation 19 à partir de la chambre de commande 13 est ainsi très limité. La décharge de la chambre de commande 13 crée également un déséquilibre de pression avec la chambre d'injection 7. Ce déséquilibre crée un effort supérieur à la force exercée par le ressort d'injecteur 9 et soulève l'aiguille 2.
Les figures 3 et 3A présentent une variante du mode de réalisation présenté par les figures 1, 2 et 2A, qui apporte un perfectionnement de l'électrovanne 23,
Ici, l'électrovanne 23 comporte une partie inférieure, par exemple cylindrique, qui coulisse dans un logement 27 du corps d'injecteur 1. Cette partie inférieure est percée d'un évidement 28 en forme de diabolo, c'est-à-dire un cylindre terminé à chacune de ses extrémités par un cône tronqué.
Le cône de droite sur les figures 3 et 3 A reçoit l'extrémité 29 du canal d'évacuation 19. Quand l'injecteur est fermé (figure 3)r le ressort d' éfectrovanne 24 maintient l'électrovanne 23 dans une position basse, par exemple plaquée sur une butée (non-représentée). Dans cette position, les arêtes supérieures des cônes gauche et droit sont entièrement rentrées dans le logement 27, et il n'y a aucune communication entre le canal d'évacuation 19 et la chambre de décharge 20. Lors de l'ouverture de l'injecteur (figure 3A), la bobine 25 est actionnée électriquement, et l'électrovanne 23 est tirée vers le haut. La partie supérieure des cônes de l'évidement 28 est mise progressivement en communication avec la chambre de décharge 20, vers laquelle le carburant contenu dans la chambre de commande est évacué.
Cette variante de l'invention présente l'avantage suivant '· grâce à la forme en diabolo de l'évidement 28, le carburant est évacué dans deux directions opposées par les deux portions coniques, et sensiblement horizontales, c'est-à- dire qu'elles ne s'opposent pas à l'effort exercé par le ressort cfélectrovanne 24. De ce fait, il est possible d'utiliser un ressort 24 moins taré et un actuateur 25 moins puissant pour refermer l'électrovanne 23 que dans le cas des figures 2 et 2A. De plus, le profil conique permet un début et une fin de décharge de la chambre de commande 13 plus progressifs.
Les figures 4 et 4A présentent une deuxième variante de l'injecteur selon l'invention, qui apporte un perfectionnement de la coupelle 14.
Ici, le passage principal 17 débouche perpendiculairement au sens de déplacement de la coupelle 14, face à une surface latérale cylindrique 30 de celle- ci. L'extrémité supérieure du rebord de la coupelle 14 est taillée en biseau 31, de sorte que la pression du carburant présent dans la chambre de commande 13 peut s'y exercer verticalement, alors que le passage principal 17 n'exerce pas de pression verticale. Grâce à l'équilibre des efforts entre les faces de la coupelle 14, il est possible d'utiliser un ressort 16 moins taré que dans le cas des figures 2 et 2A.
Les figures 5 et 5A présentent respectivement un détail de flnjecteur à l'état fermé et ouvert, selon une troisième variante de l'invention. Ici, l'organe 14 qui obture le passage principal 17 est solidaire de l'aiguille d'injecteur 2. Il est constitué par l'extrémité supérieure de l'aiguille d'injecteur 2, qui est creusée en forme de bol 32 en son centre.
La chambre de commande 13 est alimentée en carburant, à partir d'un canal d'entrée à haute pression 33, Cette chambre 13, et plus précisément la section libre entre la face plane supérieure du bol 32 et la face supérieure 26 de la chambre 13, constitue le passage principal 17 équivalant au canal principal 17 des exemples précédents. D'autre part le bol 32 est percé par un passage secondaire 18, ou canal secondaire.
Quand l'injecteur est ouvert (figure 5A), la chambre de commande 13 est déchargée, et la chute de pression par rapport à la chambre d'injection 7 plaque la face supérieure du bol 32 sur b face supérieure 26 de la chambre 13, isolant l'intérieur du bol du reste de la chambre 13. Il n'y a plus aucune section de passage entre ces deux faces. Le passage principal 17 disparaît. Un faible débit de carburant à haute pression s'écoule à partir du canal d'entrée 33 vers l'intérieur du bol 32 et le canal d'évacuation 19, via le passage secondaire 18.
En résumé, dans tous les modes de réalisation décrits ci-dessus, l'invention propose un injecteur dont la chambre de commande 13 est pourvue d'un passage d'alimentation principal 17 à haute pression et d'au moins un passage secondaire 18 d'alimentation de moindre section, et d'un organe d'obturation 14 du passage principal 17 lors de la mise en décharge de la chambre 13.
L'injecteur selon l'invention présente de nombreux avantages. Par rapport aux injecteurs connus, il diminue considérablement la mise en communication du circuit d'alimentation à haute pression de l'injecteur avec le circuit de décharge, ce qui diminue les pertes dynamiques lors de l'ouverture de l'injecteur. Il peut être rendu compact grâce à l'utilisation de ressorts de taille limitée en utilisant un organe d'obturation équilibré en pression. Il peut être associé à une vanne de décharge équilibrée en pression. Cette invention est utilisable pour tout injecteur à chambre de commande et permet d'utiliser une pompe à carburant de débit plus faible qu'avec les injecteurs classiques.

Claims

REVENDICATIONS
Injecteur de carburant à haute pression comportant une aiguille (2) coulissant dans un corps d'injecteur (1), présentant de part et d'outre de celle-ci :
a. une chambre d'injection (7), et
b. une chambre de commande (13), dont la décharge par une électrovanne (23) provoque l'ouverture de la chambre d'injection (7),
ladite chambre de commande (13) présentant au moins :
i. un passage principal (17),
ii. un passage secondaire (18) de section inférieure à celle du passage principal (17), et
iii. une coupelle (14) mobile d'obturation du passage principal (17) lorsque la chambre de commande (13) est mise en décharge, logée dans un évidement du corps d'injecteur (1) et coulissant entre deux positions extrêmes dont l'une laisse le passage principal (17) ouvert et l'autre le ferme, correspondant respectivement aux positions de fermeture et d'ouverture de l'injecteur,
caractérisé en ce que la coupelle (14) est plaquée sur un épaulement (15) du corps d'injecteur (1) par un ressort de coupelle (16) logé à l'intérieur de la coupelle (14), en position d'ouverture du passage principal (17).
Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupelle (14) est plaquée sur une face supérieure (26) de la chambre de commande (13), en position de fermeture du passage principal (17).
Injecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la coupelle (14) est percée par un calibrage (22) d'évacuation du carburant vers la décharge.
Injecteur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le passage principal (17) est un canal de section calibrée exerçant sa pression sur un rebord (14a) d'obturation de la coupelle (14).
Injecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électro vanne (23) est munie d'une extrémité percée en forme de diabolo (28) recevant le débouché (29) d'un canal d'évacuation de la chambre (13), et coulissant entre deux positions extrêmes permettant l'obturation ou la décharge de la chambre (13).
Injecteur selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le passage principal (17) est un canal de section calibrée exerçant sa pression transversalement sur une paroi latérale (30) du rebord de la coupelle (14).
Injecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 ou 6, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du rebord de la coupelle (14) est taillée en biseau (31).
PCT/FR2011/052149 2010-09-20 2011-09-19 Injecteur a fuites dynamiques réduites Ceased WO2012038653A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1057480A FR2965018A1 (fr) 2010-09-20 2010-09-20 Injecteur a fuites dynamiques reduites
FR1057480 2010-09-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012038653A1 true WO2012038653A1 (fr) 2012-03-29

Family

ID=43901372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2011/052149 Ceased WO2012038653A1 (fr) 2010-09-20 2011-09-19 Injecteur a fuites dynamiques réduites

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2965018A1 (fr)
WO (1) WO2012038653A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104995395A (zh) * 2013-02-22 2015-10-21 莱奥林奇有限责任公司 燃料喷射器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2811026A1 (fr) 2000-06-29 2002-01-04 Bosch Gmbh Robert Injecteur a haute pression a fuite reduite
WO2004025114A1 (fr) * 2002-09-06 2004-03-25 Robert Bosch Gmbh Injecteur pour injecter du carburant dans les chambres de combustion de moteurs a combustion interne, en particulier injecteur du type a rampe commune d'alimentation (common rail) commande par servo-soupape
DE102006036843A1 (de) * 2005-08-09 2007-02-15 Ganser-Hydromag Ag Brennstoffeinspritzventil

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2811026A1 (fr) 2000-06-29 2002-01-04 Bosch Gmbh Robert Injecteur a haute pression a fuite reduite
WO2004025114A1 (fr) * 2002-09-06 2004-03-25 Robert Bosch Gmbh Injecteur pour injecter du carburant dans les chambres de combustion de moteurs a combustion interne, en particulier injecteur du type a rampe commune d'alimentation (common rail) commande par servo-soupape
DE102006036843A1 (de) * 2005-08-09 2007-02-15 Ganser-Hydromag Ag Brennstoffeinspritzventil

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104995395A (zh) * 2013-02-22 2015-10-21 莱奥林奇有限责任公司 燃料喷射器

Also Published As

Publication number Publication date
FR2965018A1 (fr) 2012-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3365548B1 (fr) Injecteur de carburant
EP2964933B1 (fr) Dispositif de dosage compact pour injecteur a deux circuits de carburant pour une turbomachine d'aeronef
FR2580728A1 (fr) Systeme d'injection de combustible pour moteur diesel
FR2863012A1 (fr) Soupape de commande hydraulique et injecteur de carburant utilisant une telle soupape
FR2748531A1 (fr) Injecteur de carburant pour un moteur a combustion interne
FR2933748A1 (fr) Dispositif injecteur de carburant
EP1312864B1 (fr) Dispositif doseur de combustible pour injecteur de turbomachine
FR2865505A1 (fr) Dispositif d'injection de carburant empechant l'abrasion
FR2741673A1 (fr) Dispositif de decharge rapide pour arreter brusquement l'injection dans un injecteur hydraulique de carburant
FR2775737A1 (fr) Dispositif d'injection de carburant pour moteur a combustion interne
FR2811021A1 (fr) Injecteur commande en pression avec une aiguille commandee.
FR2973077A1 (fr) Regulateur de pression comportant un moteur
FR2982327A1 (fr) Ensemble de bouchon pour vanne haute pression
FR2862120A1 (fr) Vanne a trois voies et dispositif d'injection de carburant equipe de celle-ci
FR2865776A1 (fr) Systeme d'injection de carburant pour un moteur a combustion interne
FR2772430A1 (fr) Injecteur de carburant pour un moteur a combustion interne
FR2703424A1 (fr) Soupape électromagnétique à trois voies.
FR2816665A1 (fr) Injecteur a dispositif de commande en cascade et alimente a partir d'une rampe commune
FR2965018A1 (fr) Injecteur a fuites dynamiques reduites
FR2797914A1 (fr) Soupape de commande d'injecteur de carburant
FR2963810A1 (fr) Injecteur de carburant
FR2478205A1 (fr) Dispositif d'injection de carburant pour un moteur a combustion interne
FR2811027A1 (fr) Injecteur resistant a une pression elevee et comportant un element de soupape en forme de bille
FR2816373A1 (fr) Injecteur commande avec un amplificateur de pression
EP3253961B1 (fr) Vanne de commande pour injecteur de carburant

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11771224

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11771224

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1