WO2018001879A1 - Injecteur de carburant - Google Patents

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WO2018001879A1
WO2018001879A1 PCT/EP2017/065490 EP2017065490W WO2018001879A1 WO 2018001879 A1 WO2018001879 A1 WO 2018001879A1 EP 2017065490 W EP2017065490 W EP 2017065490W WO 2018001879 A1 WO2018001879 A1 WO 2018001879A1
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nut
nozzle
assembly
valve
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PCT/EP2017/065490
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Inventor
Anthony Piton
Richard Denis Jacques Alain ENTERS
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Delphi International Operations Luxembourg SARL
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Delphi International Operations Luxembourg SARL
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    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F02M61/12—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
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    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M2200/8015—Provisions for assembly of fuel injection apparatus in a certain orientation, e.g. markings, notches or specially shaped sleeves other than a clip
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/85—Mounting of fuel injection apparatus
    • F02M2200/855—Mounting of fuel injection apparatus using clamp elements or fastening means, e.g. bolts or screws

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector provided with a device for aligning the components of the injector.
  • a fuel injector conventionally comprises a sliding mobile needle under the influence of a pressure differential between a control chamber and the nozzle of the injector.
  • the pressure varies under the influence of the displacement of a solenoid valve comprising a frame-rod assembly attracted by the magnetic field of a coil or pushed by a valve spring.
  • the needle and the armature-stem assembly are slidably movable in the injector body, itself comprising a plurality of elements including an actuator body, a valve body, a top guide, and a nozzle body. These elements of the injector body are secured to each other by an injector nut which bears on a shoulder of the nozzle body is screwed to the actuator body by compressing between them the valve body.
  • the object of the present invention is to provide a solution that overcomes these disadvantages.
  • the present invention proposes to solve these problems by means of a nut which ensures a coaxiality of the components of the injector.
  • the fuel injector for an internal combustion engine extends along a longitudinal axis.
  • the injector comprises a nozzle assembly comprising a movable needle arranged in a nozzle body, an actuator assembly comprising an actuator arranged in an actuator body defining an outer wall.
  • the outer wall of the actuator body is provided with an external male thread.
  • the injector comprises a control valve assembly comprising a valve member arranged in a valve body.
  • the valve body is arranged between the nozzle body and the actuator body.
  • the injector may also include a high guide arranged between the nozzle assembly and the valve assembly.
  • the injector also comprises a nut having at least three different diameters and provided with an internal female thread.
  • the nut integrally holds the nozzle assembly, the valve assembly and the actuator assembly by pressing a shoulder of the nozzle body and screwing onto the actuator body. The valve body is thus compressed between the nozzle body and the actuator body.
  • the nut is formed in one piece and includes a longitudinal tubular portion extending along the longitudinal axis from a first end to a second end.
  • the nut comprises a transverse annular member extending radially inwardly from the second end provided with a central opening, and an annular groove about the longitudinal axis arranged in the tubular part facing the body of actuator.
  • the nut comprises a first longitudinal tubular positioning piece extending along the longitudinal axis from a first end to a second end and having at least three different diameters and a second tubular piece.
  • longitudinal clamping comprising the internal female thread.
  • the first piece is attached to the nozzle bodies, valve body and actuator body by means of a stop seal between a first positioning groove of the first positioning piece and a second positioning groove of the first second clamping piece.
  • the first positioning piece is inserted into the second clamping piece.
  • the nut has the first inner diameter complementary to the outer diameter of a first stage of the nozzle body and the third inner diameter complementary to the outer diameter of the actuator body.
  • the nut further has the second inner diameter complementary to the outer diameter of a valve body and the third inner diameter complementary to the outer diameter of the actuator body.
  • the nut may be provided with the internal female thread arranged proximally at the first end, which is screwed onto the outer male thread of the actuator body.
  • the valve assembly and the nozzle assembly are angularly oriented relative to one another. The angular orientation is further ensured by placing a key arranged in a longitudinal groove defined by at least three portions arranged in the outer walls of the top guide and the valve body and actuator.
  • the nut comprises at least one longitudinal groove arranged on an inner wall of the nut to let fuel leaks at the interfaces of the components of the injector.
  • Figure 1 is an axial section of the injector according to the invention.
  • Figure 2 is an enlarged section of the invention according to a first embodiment.
  • Figure 3 is an enlarged section of the invention according to a second embodiment.
  • Figure 4 is an enlarged isometric section of the invention according to a third embodiment.
  • Figure 5 is a top view of the nut. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
  • top-down orientation is chosen arbitrarily and, words and phrases such as "above, below, above, below, up, down " can be used without any intention to limit the invention.
  • the invention relates to a fuel injector 10 for an internal combustion engine, here a diesel injector although the invention is fully transferable to a gas injector or any other fuel.
  • a fuel injector 10 for an internal combustion engine here a diesel injector although the invention is fully transferable to a gas injector or any other fuel.
  • the description will detail the elements of the invention and will remain more succinct and general as to the surrounding elements.
  • the injector 10 extends along a longitudinal axis X and comprises a nozzle assembly 12 comprising a movable needle 14 arranged in a nozzle body 16 and a top guide 27, a valve assembly of control 18 comprising a valve member 19 arranged in a valve body 20, an actuator assembly 22 comprising an actuator 23, for example a coil 23 arranged in an actuator body 24 defining an outer wall 26 and a nut 28 provided with an internal female thread 30.
  • the outer wall 26 of the actuator body is provided with an external male thread 32.
  • the nut 28 integrally holds the top guide 27 and the nozzle bodies 16, valve body 20 and body actuator 24 resting on a transverse disc face 34 forming a shoulder 34 of the nozzle body and screwing on the actuator body 24.
  • the nozzle body 16 is cylindrical extending along the longitudinal axis X.
  • the nozzle body 16 is of triangular spindle shape extending downwardly from a first upper face 36 to a first wide stage 38 , a second stage 40 narrower below the first stage 38, a third stage 42 below the second stage 40 and a fourth stage 44 closing in a point at its lower end 46 which is arranged a plurality of injection holes 48 allowing pressurized fuel to be sprayed out of the injector 10.
  • External faces 50, 52 of the third and fourth stages 42, 44 are connected along the shoulder 34 of the nozzle body against which the nut 28 bears.
  • the control valve body 20 is cylindrical in shape and comprises an upper valve body face 56 and a lower body face 58. valve and an outer wall 57.
  • the valve body 20 comprises a high pressure fuel channel (not shown) and a control chamber 62 which is arranged a rod-armature assembly 64.
  • the actuator body 24 is cylindrical in shape and extends along the longitudinal axis X.
  • the actuator body 24 is provided with the external wall 26 where the external threading 32 is arranged. body
  • actuator 24 has an outer diameter DE24.
  • the outer male thread 32 is located in a lower portion 68 of the outer face of the actuator body.
  • the outer male thread 32 is provided for additional engagement by screwing the internal female thread 30 of the injector nut.
  • the actuator body 24 is arranged above the valve body 20.
  • the upper face 36 of the nozzle body is in sealed surface contact against the lower face 29 of the top guide 27, the upper face 31 of the top guide 27 is in sealed surface contact against the lower face 58 of the valve body, the upper face 56 of the valve body is in sealing surface contact against the lower face 70 of the actuator body.
  • Other injector assemblies may also be made without the top guide 27 with the nozzle body 16 in contact with the valve body 20.
  • the integral and sealed stack of the actuator assembly 22, valve assembly 18 and nozzle assembly 12 is made possible by the injector nut 28.
  • the nut 28 threaded around the narrow second stage 40 of the nozzle body bears against the shoulder 34 of the same nozzle body.
  • the nut 28 extends axially along the longitudinal axis X so as to enclose the control valve body 20 and screw on the actuator body 24 through the complementary threads 30, 32 previously described.
  • the surface seals are ensured on the one hand by the mirror quality of the state of the surfaces in contact and on the other hand by the sufficiently large tightening torque of the nut 28 which generates a strong compression between the bottom of the body. 24, the valve body 20 and the nozzle body 16.
  • the nut 28 is designed in one piece and cylindrical shape of longitudinal axis X.
  • the nut 28 is formed in one piece.
  • the nozzle body 16, valve 20 and actuator 24 are axisymmetric with respect to the longitudinal axis X.
  • the nut 28 comprises a longitudinal tubular portion 72 extending along the axis longitudinal X from a first end 74 to a second end 76, a transverse annular member 78 extending radially inwardly from the second end 76 provided with a central opening 80, and an annular groove 82 around the longitudinal axis X arranged in the tubular portion 72 facing the actuator body 24.
  • the nut 28 comprises starting from below and going upwards in Figure 2 a first section 84 having a first inner diameter DI84 s adjusting to an outside diameter DE16 of the nozzle body 16, a second section 86 having a second inner diameter DI86 fitting an outer diameter DE20 of the valve body 20, a third portion 88 having a third inner diameter DI88 fitting the outer diameter DE24 of the actuator body 24.
  • the nut 28 is provided with the female thread 30 close to the first end 74 of the tubular portion 72 of the nut. Other alternatives are possible with at least three inner diameters.
  • the nut 28 is screwed on the outer male thread 32 of the actuator body 24.
  • the tolerance of the various diameters DI84, DI86, DI88 of the nut 28 is tight, for example of the order of plus or minus 10 micrometers.
  • the annular groove 82 reduces hyperstatism and can be arranged either in an inner wall 90 of the tubular portion 72 of the nut as shown in FIG. 2 but can also be in an outer wall 92 of the tubular portion 72 of the nut.
  • the annular groove 82 around the longitudinal axis X is arranged in the third section 88 of the nut facing the actuator body 24.
  • the first section 84 of the nut is provided with a transverse annular shoulder 54 which is extends inward and arranged complementarily to the shoulder 34 of the nozzle body.
  • the nut 28 is provided with the internal female thread arranged proximal to the first end 74 which is screwed onto the outer male thread 32 of the actuator body 24.
  • the nut 28 is formed of a first positioning piece 94 and a second clamping piece 96.
  • the first positioning piece 94 is of tubular shape longitudinal positioning extending along the longitudinal axis X from the first end 74 to the second end 76 and having the three different diameters DI84 / DI86 / DI88.
  • the second piece 96 is of longitudinal tubular clamping shape comprising the internal female thread 30.
  • the nozzle 16, valve 20 and actuator 24 bodies are axisymmetric in this embodiment.
  • Positioning is attached to the nozzle bodies 16, valve body 20 and the actuator body 24 by means of a stop seal 98 between a first groove 100 for positioning the first positioning piece and a second groove 102 for positioning. positioning of the second clamping piece.
  • the first positioning piece 94 is inserted in the second piece 96 clamping.
  • the nut 28 comprises a sealing element 104 such as a seal 104, for example an O-ring 104, arranged between a first annular groove 106 in an outer wall 95 of the first piece 94 and a second groove 108. annular in an inner wall 97 of the second piece 96.
  • the two annular grooves 106, 108 are located above the stop seal 98 as shown in FIG. 2.
  • the nut 28 is provided with the internal female thread arranged proximal to the first end 74 screwing onto the male thread 32 external actuator body.
  • valve assembly 18, the actuator assembly 22 and the high guide 27 are asymmetrical with respect to the longitudinal axis X, but any other asymmetry can be considered in this mode of invention.
  • the valve 18 and actuator 22 as well as the top guide 27 are angularly oriented relative to one another. The angular orientation is ensured by placing a key 110 arranged in a longitudinal groove 112.
  • the groove 112 is defined by three portions 114, 116, 118 arranged in the outer walls 60, 57, 26 of the top guide 27 and the valve body 20 and actuator 22.
  • There is asymmetry for example when the valve body 20 shows a leak-return channel which suppresses the axisymmetry with respect to the longitudinal axis X.
  • the nut 28 can be made in two pieces 94, 96 as described in the second embodiment of FIG. embodiment, the nut 28 can be made in one piece as described in the first embodiment. Moreover, when the nut 28 is in one piece and when the components of the injector are
  • the nut 28 comprises at least one longitudinal groove 128.
  • the nut comprises six longitudinal grooves 128 so as to allow the escape of fuel to escape at the different components.
  • the alignment of the nozzle assembly 16, the valve 18 and the actuator 22 is achieved by means of the key 110.
  • the groove 112 is arranged to receive the key 110.
  • the three portions 114, 116, 118 must be aligned longitudinally so that the key 110 can be mounted longitudinally in the groove 112.
  • the width L of the key 110 is smaller than the depth P of the groove 112 in order to that the key 110 can not protrude from the groove 112.
  • the injector 10 is provided with a fuel circulation circuit (not shown) which makes it possible to bring high pressure fuel via a high pressure circuit from an inlet orifice (not represented) arranged in an upper part of the injector 10 to the injection holes 48 arranged in a lower part of the injector 10.
  • a fuel circulation circuit (not shown) which makes it possible to bring high pressure fuel via a high pressure circuit from an inlet orifice (not represented) arranged in an upper part of the injector 10 to the injection holes 48 arranged in a lower part of the injector 10.
  • the actuator 23 when the actuator 23 is electrically powered, it attracts an armature assembly- rod 64 fixed together, which opens the evacuation channel (not shown) and allows the fuel enclosed in a control chamber 62 to evacuate to a low pressure circuit (not shown).
  • the armature-rod assembly 64 When the actuator assembly 22 is not energized, the armature-rod assembly 64 is urged by a valve spring 124 to a position which prevents the fuel from flowing to the drain channel which is closed, thereby retains the high-pressure fuel that gets there. Then the pressure in the control chamber 62 rises and the needle 14 is pushed down by a needle spring 126 and the lower end of the needle 14 is in contact with the nozzle seat 118 and the end upper of the needle 14 is remote from the lower face 58 of the valve body.
  • a valve spring 124 When the actuator assembly 22 is not energized, the armature-rod assembly 64 is urged by a valve spring 124 to a position which prevents the fuel from flowing to the drain channel which is closed, thereby retains the high-pressure fuel that gets there. Then the pressure in the control chamber 62 rises and the needle 14 is pushed down by a needle spring 126 and the lower end of the needle 14 is in contact with the nozzle seat 118 and the end upper of
  • valve body 57 outer wall of valve body
  • valve body 58 underside of valve body
  • DI84 first inner diameter of the nut

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Abstract

Injecteur (10) de carburant s'étendant le long d'un axe longitudinal (X) comprenant : - un ensemble de buse (12) comprenant une aiguille (14) mobile agencée dans un corps de buse (16); - un ensemble actionneur (22) comprenant un actionneur (23) agencé dans un corps d' actionneur (24) qui est pourvue d'un filetage maie (32) externe; - un ensemble de vanne (18) de contrôle comprenant un membre de vanne (19) agencé dans un corps de vanne (20) compris entre le corps de buse (20) et le corps d'actionneur (24); - un guide piston (27) agencé entre l'ensemble de buse (12) et l'ensemble de vanne (18); - un écrou (28) ayant trois diamètres différents et pourvu d'un filetage femelle (30) interne. L'écrou (28) maintient solidairement l'ensemble de buse (12), l'ensemble de vanne (19) et l'ensemble actionneur (22) en s'appuyant sur un épaulement (34) du corps de buse et en se vissant sur le corps d'actionneur (24).

Description

Injecteur de carburant
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention est relative à un injecteur de carburant pourvu d'un dispositif d'alignement des composants de l'injecteur.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
Un injecteur de carburant comprend classiquement une aiguille mobile coulissante sous l'influence d'un différentiel de pression entre une chambre de contrôle et la buse de l'injecteur. Dans la chambre de contrôle, la pression varie sous l'influence du déplacement d'une électrovanne comprenant un ensemble armature-tige attiré par le champ magnétique d'une bobine ou bien repoussé par un ressort de vanne. L'aiguille et l'ensemble armature-tige sont mobiles coulissant dans le corps de l'injecteur, lui-même comprenant plusieurs éléments dont un corps d'actionneur, un corps de vanne, un guide haut et un corps de buse. Ces éléments du corps d'injecteur sont solidarisés les uns avec les autres par un écrou d'injecteur qui prenant appui sur un épaulement du corps de buse se visse au corps d'actionneur en comprimant entre eux le corps de vanne. Pour aligner les éléments du corps qui doivent être maintenus coaxiaux il est courant d'utiliser entre deux éléments voisins, deux goupilles cylindriques partiellement insérées dans des trous borgnes complémentaires pourvus dans chacun des éléments du corps. Ainsi deux goupilles excentrées et quasiment diamétralement opposées alignent le guide haut, le corps de vanne ou le corps de buse. De même deux autres goupilles alignent le corps de vanne et le corps d'actionneur. Cet alignement par goupilles est tributaire des tolérances de fabrications et de fait n'est pas parfait et il résulte de ces tolérances un petit désaxage qui n'est plus acceptable compte tenu de la qualité croissante, des performances exigées et les pressions de plus en plus élevées demandées aux injecteurs.
L'objet de la présente invention est de fournir une solution qui résout ces inconvénients. RESUME DE L'INVENTION
La présente invention se propose de résoudre ces problèmes à l'aide d'un écrou qui assure une coaxialité des composants de l'injecteur. L'injecteur de carburant pour moteur à combustion interne s'étend le long d'un axe longitudinal. L'injecteur comprend un ensemble de buse comprenant une aiguille mobile agencée dans un corps de buse, un ensemble actionneur comprenant un actionneur agencé dans un corps d'actionneur définissant une paroi externe. La paroi externe du corps d'actionneur est pourvue d'un filetage maie externe. De plus l'injecteur comprend un ensemble de vanne de contrôle comprenant un membre de vanne agencé dans un corps de vanne. Le corps de vanne est agencé entre le corps de buse et le corps d'actionneur. De plus l'injecteur peut comprendre aussi un guide haut agencé entre l'ensemble de buse et l'ensemble de vanne. L'injecteur comprend aussi un écrou ayant au moins trois diamètres différents et pourvu d'un filetage femelle interne. L'écrou maintient solidairement l'ensemble de buse, l'ensemble de vanne et l'ensemble actionneur en s 'appuyant sur un épaulement du corps de buse et en se vissant sur le corps d'actionneur. Le corps de vanne est ainsi comprimé entre le corps de buse et le corps d'actionneur.
Dans un premier mode de réalisation, l'écrou est formé d'une seule pièce et comprend une partie tubulaire longitudinale s'étendant le long de l'axe longitudinal depuis une première extrémité jusqu'à une seconde extrémité. De plus l'écrou comprend un membre annulaire transversal s'étendant radialement vers l'intérieur depuis la deuxième extrémité pourvu d'une ouverture centrale, et une gorge annulaire autour de l'axe longitudinal agencée dans la partie tubulaire en regard du corps d'actionneur.
Dans un deuxième mode de réalisation l'écrou comprend une première pièce tubulaire longitudinale de positionnement s'étendant le long de l'axe longitudinal depuis une première extrémité jusqu'à une seconde extrémité et présentant au moins les trois diamètres différents et une deuxième pièce tubulaire longitudinale de serrage comprenant le filetage femelle interne. La première pièce est fixée aux corps de buse, corps de vanne et au corps d'actionneur au moyen d'un joint d'arrêt compris entre une première gorge de positionnement de la première pièce de positionnement et une seconde gorge de positionnement de la deuxième pièce de serrage. La première pièce de positionnement est insérée dans la deuxième pièce de serrage. De plus l'écrou présente le premier diamètre intérieur complémentaire au diamètre extérieur d'un premier étage du corps de buse et le troisième diamètre intérieur complémentaire au diamètre extérieur du corps d'actionneur. L'écrou présente de plus le deuxième diamètre intérieur complémentaire au diamètre extérieur d'un corps de vanne et le troisième diamètre intérieur complémentaire au diamètre extérieur du corps d'actionneur. De plus L'écrou peut être pourvu du filetage femelle interne agencé proximal à la première extrémité se vissant sur le filetage maie externe du corps d'actionneur. Dans un troisième mode de réalisation, l'ensemble de vanne et l'ensemble de buse sont angulairement orientés les uns par rapport aux autres. L'orientation angulaire est de plus assurée par une mise en place d'une clavette agencée dans une rainure longitudinale définie par au moins trois portions agencées dans des parois externes du guide haut et des corps de vanne et d'actionneur. De plus l'écrou comprend au moins une gorge longitudinale agencée sur une paroi interne de l'écrou pour laisser passer les fuites de carburant au niveau des interfaces des composants de l'injecteur.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels:
Figure 1 est une coupe axiale de l'injecteur selon l'invention.
Figure 2 est une coupe agrandie de l'invention selon un premier mode de réalisation.
Figure 3 est une coupe agrandie de l'invention selon un deuxième mode de réalisation.
Figure 4 est une coupe isométrique agrandie de l'invention selon un troisième mode de réalisation.
Figure 5 est une vue de dessus de l'écrou. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES
Pour faciliter et clarifier la description qui suit, l'orientation de haut en bas est choisi arbitrairement et, les mots et expressions tels que "ci-dessus, dessous, dessus, dessous, haut, bas ..." peuvent être utilisés sans aucune intention de limiter l'invention.
Selon la figure 1, est décrit l'invention se rapportant à un injecteur 10 de carburant pour moteur à combustion interne, ici un injecteur diesel bien que l'invention soit intégralement transposable à un injecteur essence ou de tout autre carburant. La description détaillera les éléments de l'invention et restera plus succincte et générale quant aux éléments environnants.
Selon la figure 1 , l'injecteur 10 s'étend le long d'un axe longitudinal X et comprend un ensemble de buse 12 comprenant une aiguille 14 mobile agencée dans un corps de buse 16 et un guide haut 27, un ensemble de vanne de contrôle 18 comprenant un membre de vanne 19 agencé dans un corps de vanne 20, un ensemble actionneur 22 comprenant un actionneur 23, par exemple une bobine 23 agencé dans un corps d' actionneur 24 définissant une paroi externe 26 et un écrou 28 pourvu d'un filetage femelle interne 30. La paroi externe 26 du corps d'actionneur est pourvue d'un filetage maie externe 32. L'écrou 28 maintient solidairement le guide haut 27 et les corps de buse 16, corps de vanne 20 et corps d'actionneur 24 en s'appuyant sur une face discale transversale 34 formant un épaulement 34 du corps de buse et se vissant sur le corps d'actionneur 24.
Le corps de buse 16 est cylindrique s 'étendant le long de l'axe longitudinal X. Le corps de buse 16 est de forme triangulaire en fuseau à étages s 'étendant vers le bas depuis une première face supérieure 36 en un premier étage 38 large, un deuxième étage 40 plus étroit en dessous du premier étage 38, un troisième étage 42 en dessous du deuxième étage 40 et un quatrième étage 44 se refermant en pointe à son extrémité basse 46 où est agencée une pluralité de trous d'injection 48 permettant au carburant sous pression d'être pulvérisé hors de l'injecteur 10. Des faces extérieures 50, 52 des troisième et quatrième étages 42, 44 se raccordent selon l'épaulement 34 du corps de buse contre laquelle l'écrou 28 prend appui.
Le corps de vanne de contrôle 20 est de forme cylindrique et il comprend une face supérieure 56 de corps de vanne et une face inférieure 58 de corps de vanne et une paroi extérieure 57. De plus le corps de vanne 20 comprend un canal de carburant haute pression (non représenté) et une chambre de contrôle 62 où est agencé un ensemble armature-tige 64.
Selon la figure 2 le corps d'actionneur 24 est de forme cylindrique et s'étendant le long de l'axe longitudinal X. Le corps d'actionneur 24 est pourvu de la paroi externe 26 où est agencé le filetage maie externe 32. Le corps
d'actionneur 24 a un diamètre extérieur DE24. Le filetage maie externe 32 est situé dans une partie inférieure 68 de la face extérieure du corps d'actionneur. Le filetage maie externe 32 est prévu pour l'engagement complémentaire par vissage du filetage femelle interne 30 de l'écrou d'injecteur. Le corps d'actionneur 24 est agencé au-dessus du corps de vanne 20.
Tel que représenté sur la figure 2, la face supérieure 36 du corps de buse est en contact surfacique étanche contre la face inférieure 29 du guide haut 27, la face supérieure 31 du guide haut 27 est en contact surfacique étanche contre la face inférieure 58 du corps de vanne, la face supérieure 56 du corps de vanne est en contact surfacique étanche contre la face inférieure 70 du corps d'actionneur. D'autres assemblages d'injecteur peuvent être aussi réalisés sans le guide haut 27 avec le corps de buse 16 en contact avec le corps de vanne 20. L'empilement solidaire et étanche des ensemble actionneur 22, ensemble de vanne 18 et ensemble de buse 12 est rendu possible grâce à l'écrou 28 d'injecteur. L'écrou 28 enfilé autour du deuxième étage 40 étroit du corps de buse prend appui contre l'épaulement 34 du même corps de buse. L'écrou 28 s'étend axialement selon l'axe longitudinal X de sorte à enfermer le corps de vanne de contrôle 20 et se visser sur le corps d'actionneur 24 grâce aux filetages complémentaires 30, 32 préalablement décrits. Les étanchéités surfaciques sont assurées d'une part grâce à la qualité miroir de l'état des surfaces en contact et d'autre part grâce au couple de serrage suffisamment important de l'écrou 28 qui engendre une compression forte entre le bas du corps d'actionneur 24, le corps de vanne 20 et le corps de buse 16. 6 Dans un premier mode de réalisation de l'invention et selon la figure 2, l'écrou 28 est conçu monobloc et de forme cylindrique d'axe longitudinal X.
Ainsi l'écrou 28 est formé d'une seule pièce. Les corps de buse 16, de vanne 20 et d'actionneur 24 sont axisymétriques par rapport à l'axe longitudinal X. L'écrou 28 comprend une partie tubulaire longitudinal 72 s'étendant le long de l'axe longitudinal X depuis une première extrémité 74 jusqu'à une deuxième extrémité 76, un membre annulaire transversal 78 s'étendant radialement vers l'intérieur depuis la deuxième extrémité 76 pourvu d'une ouverture centrale 80, et une gorge annulaire 82 autour de l'axe longitudinal X agencée dans la partie tubulaire 72 en regard du corps d'actionneur 24. L'écrou 28 comprend en partant d'en bas et en allant vers le haut sur la figure 2 un premier tronçon 84 ayant un premier diamètre intérieur DI84 s'ajustant à un diamètre extérieur DE16 du corps de buse 16, un deuxième tronçon 86 ayant un deuxième diamètre intérieur DI86 s'ajustant à un diamètre extérieur DE20 du corps de vanne 20, un troisième portion 88 ayant un troisième diamètre intérieur DI88 s'ajustant au diamètre extérieur DE24 du corps d'actionneur 24. L'écrou 28 est pourvu du filetage femelle 30 proche de la première extrémité 74 de la partie tubulaire 72 de l'écrou. D'autres alternatives sont possibles avec au moins trois diamètres intérieurs. L'écrou 28 se visse sur le filetage maie 32 externe du corps d'actionneur 24. La tolérance des différents diamètres DI84, DI86, DI88 de l'écrou 28 est serrée, par exemple de l'ordre de plus ou moins 10 micromètre. La gorge annulaire 82 permet de réduire l'hyperstatisme et peut être agencée soit dans une paroi interne 90 de la partie tubulaire 72 de l'écrou comme représenté sur la figure 2 mais peut être aussi dans une paroi externe 92 de la partie tubulaire 72 de l'écrou. La gorge annulaire 82 autour de l'axe longitudinal X est agencée dans le troisième tronçon 88 de l'écrou en regard du corps d'actionneur 24. Le premier tronçon 84 de l'écrou est pourvu d'un épaulement annulaire 54 transversal qui s'étend vers l'intérieur et agencé complémentairement à l'épaulement 34 du corps de buse. L'écrou 28 est pourvu du filetage femelle 30 interne agencé proximal à la première extrémité 74 se vissant sur le filetage maie 32 externe du corps d'actionneur 24.
Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention et selon la figure 3, l'écrou 28 est formé d'une première pièce de positionnement 94 et d'une deuxième pièce de serrage 96. La première pièce de positionnement 94 est de forme tubulaire longitudinale de positionnement s'étendant le long de l'axe longitudinal X depuis la première extrémité 74 jusqu'à la deuxième extrémité 76 et présentant les trois diamètres différents DI84/DI86/DI88. La deuxième pièce 96 est de forme tubulaire longitudinale de serrage comprenant le filetage femelle interne 30. Les corps de buse 16, de vanne 20 et d'actionneur 24 sont axisymétriques dans ce mode de réalisation. La première pièce 94 de
positionnement est fixée aux corps de buse 16, corps de vanne 20 et au corps d'actionneur 24 au moyen d'un joint d'arrêt 98 compris entre une première gorge 100 de positionnement de la première pièce de positionnement et une seconde gorge 102 de positionnement de la deuxième pièce de serrage. La première pièce 94 de positionnement est insérée dans la deuxième pièce 96 de serrage. De plus l'écrou 28 comprend un élément d'étanchéité 104 comme un joint d'étanchéité 104, par exemple un joint torique 104, agencé entre une première gorge 106 annulaire dans une paroi externe 95 de la première pièce 94 et une deuxième gorge 108 annulaire dans une paroi interne 97 de la deuxième pièce 96.
Les deux gorges annulaires 106, 108 sont situées au-dessus du joint d'arrêt 98 comme représenté dans la figure 2. L'écrou 28 est pourvu du filetage femelle 30 interne agencé proximal à la première extrémité 74 se vissant sur le filetage maie 32 externe du corps d'actionneur.
Dans un troisième mode de réalisation de l'invention et selon la figure 4, l'ensemble de vanne 18, l'ensemble actionneur 22 et le guide haut 27 sont asymétriques par rapport à l'axe longitudinal X mais tout autre asymétrie peut être considéré dans ce mode d'invention. Les ensembles de vanne 18 et d'actionneur 22 ainsi que le guide haut 27 sont angulairement orientés l'un par rapport à l'autre. L'orientation angulaire est assurée par une mise en place d'une clavette 110 agencée dans une rainure 112 longitudinale. La rainure 112 est définie par trois portions 114, 116, 118 agencées dans les parois externes 60, 57, 26 du guide haut 27 et des corps de vanne 20 et d'actionneur 22. Il y a asymétrie par exemple lorsque le corps de vanne 20 présente un canal de retour de fuite qui supprime l'axisymétrie par rapport à l'axe longitudinal X. Dans ce troisième mode de réalisation, l'écrou 28 peut être soit réalisé en deux pièces 94,96 comme décrit dans le deuxième mode de réalisation soit l'écrou 28 peut être réalisé en une seule pièce comme il a été décrit dans le premier mode de réalisation. De plus lorsque l'écrou 28 est monobloc et lorsque les composants de l'injecteur sont
asymétriques ou axisymétriques, l'écrou 28 comprend au moins une gorge longitudinale 128. Selon la figure 5, l'écrou comprend six gorges longitudinales 128 de sorte à permettre à la fuite de carburant de s'échapper au niveau des différents composants. Lors du montage final des composants de l'injecteur 10, l'alignement des ensemble de buse 16, de vanne 18 et d'actionneur 22 est réalisé à l'aide de la clavette 110. Selon la figure 4, la rainure 112 est agencée pour recevoir la clavette 110. Les trois portions 114, 116 ,118 doivent être alignées longitudinalement de sorte à pouvoir monter la clavette 110 longitudinalement dans la rainure 112. La largeur L de la clavette 110 est inférieure à la profondeur P de la rainure 112 afin que la clavette 110 ne puisse pas dépasser de la rainure 112. Ainsi l'écrou 28 peut être enfilé sur les corps de buse 16, de vanne 20 et d'actionneur 24 et l'écrou 28 peut ensuite être vissé sur le corps d'actionneur 24.
Dans cette partie nous décrirons le fonctionnement de l'injecteur 10.
Comme décrit dans la figure 1, l'injecteur 10 est pourvu d'un circuit de circulation de carburant (non représenté) qui permet d'amener du carburant haute pression via un circuit haute pression depuis un orifice d'entrée (non représenté) agencé dans une partie haute de l'injecteur 10 jusqu'aux trous d'injection 48 agencés dans une partie basse de l'injecteur 10. Comme décrit dans la figure 1, lorsque l'actionneur 23 est électriquement alimenté, il attire un ensemble armature-tige 64 fixés ensemble, ce qui ouvre le canal d'évacuation (non représenté) et permet au carburant enfermé dans une chambre de contrôle 62 de s'évacuer vers un circuit basse pression (non représenté). Alors la pression diminue dans la chambre de contrôle 62 et l'aiguille 14 se déplace dans un alésage 122 du corps de buse 16 vers une position ouverte dans laquelle une extrémité inférieure de l'aiguille 14 s'éloigne d'un siège 118 du corps de buse. Par voie de conséquence une extrémité supérieure de l'aiguille 14, selon la figure 1, vient au contact de la face inférieure 58 du corps de vanne.
Lorsque l'ensemble actionneur 22 n'est pas alimenté, l'ensemble armature-tige 64 est repoussé par un ressort de vanne 124 vers une position qui empêche au carburant de s'écouler vers le canal d'évacuation qui est fermé, ce qui retient le carburant à haute pression qui y arrive. Alors la pression dans la chambre de contrôle 62 remonte et l'aiguille 14 est repoussée vers le bas par un ressort d'aiguille 126 et l'extrémité inférieure de l'aiguille 14 est en contact avec le siège de buse 118 et l'extrémité supérieure de l'aiguille 14 est éloignée de la face inférieure 58 du corps de vanne. Les références suivantes ont été utilisées dans la description
10 injecteur
12 ensemble de buse
14 aiguille
16 corps de buse
18 ensemble de vanne de contrôle
19 membre de vanne
20 corps de vanne
22 ensemble actionneur
23 actionneur
24 corps d'actionneur
26 paroi externe
27 guide haut
28 écrou
29 face inférieure du guide haut
30 filetage femelle
31 face supérieure du guide haut
32 filetage maie
34 épaulement
36 face supérieure du corps de buse
38 premier étage
40 deuxième étage
42 troisième étage
44 quatrième étage
46 extrémité basse
48 trou d'injection
50 face extérieure du deuxième tronçon
52 face extérieure du troisième tronçon
54 épaulement de l'écrou
56 face supérieure de corps de vanne
57 paroi extérieure de corps de vanne
58 face inférieure de corps de vanne
60 paroi extérieure du guide haut
62 chambre de contrôle
64 ensemble armature-tige
68 partie inférieure de la face extérieure du corps d'actionneur
70 face inférieure de corps d'actionneur
72 partie tubulaire
74 première extrémité
76 deuxième extrémité
78 membre annulaire
80 ouverture centrale
82 gorge annulaire
84 premier tronçon
86 deuxième tronçon 88 troisième tronçon
90 paroi interne de la partie tubulaire
92 paroi externe de la partie tubulaire
94 première pièce
95 paroi externe de la première pièce
96 deuxième pièce
97 paroi interne de la deuxième pièce
98 joint d'arrêt
100 première gorge de positionnement
102 deuxième gorge de positionnement
104 élément d'étanchéité
106 première gorge
108 deuxième gorge
110 clavette
112 rainure
première portion de rainure sur le
114 guide haut
116 deuxième portion de rainure sur le corps de vanne
118 troisième portion de rainure du corps d'actionneur
122 alésage du corps de buse
123 siège
124 ressort de vanne
126 ressort d'aiguille
128 gorge longitudinale d'écrou
X Axe longitudinal
DI84 premier diamètre intérieur de l'écrou
DI86 deuxième diamètre intérieur de l'écrou
DI88 troisième diamètre intérieur de l'écrou
DE16 diamètre extérieur du corps de buse
DE20 diamètre extérieur du corps de vanne
DE24 diamètre extérieur du corps d'actionneur

Claims

REVENDICATIONS
1. Injecteur (10) de carburant pour moteur à combustion interne, l'injecteur (10) s'étendant le long d'un axe longitudinal (X) et comprenant :
- un ensemble de buse (12) comprenant une aiguille (14) mobile agencée dans un corps de buse (16);
- un ensemble actionneur (22) comprenant un actionneur (23) agencé dans un corps d'actionneur (24) définissant une paroi externe (26), la paroi externe (26) du corps d'actionneur (24) étant pourvue d'un filetage maie (32) externe;
- un ensemble de vanne (18) de contrôle comprenant un membre de vanne
(19) agencé dans un corps de vanne (20); le corps de vanne (20) étant agencé entre le corps de buse (20) et le corps d'actionneur (24);
- un guide haut (27) agencé entre l'ensemble de buse (12) et l'ensemble de vanne (18)
- un écrou (28) ayant trois diamètres différents DI84/DI86/DI88 et pourvu d'un filetage femelle (30) interne, l'écrou (28) maintenant solidairement l'ensemble de buse (12), l'ensemble de vanne (19) et l'ensemble actionneur (22) en s'appuyant sur un épaulement (34) du corps de buse et en se vissant sur le corps d'actionneur (24), le corps de vanne (20) étant comprimé entre le corps de buse (16) et le corps d'actionneur (24);
caractérisé en ce que l'écrou (28) comprenant une première pièce (94) tubulaire longitudinale de positionnement s'étendant le long de l'axe longitudinal (X) depuis une première extrémité (74) jusqu'à une seconde extrémité (76) et présentant au moins les trois diamètres différents DI84/DI86/DI88 et une deuxième pièce (96) tubulaire longitudinale de serrage comprenant le filetage femelle (30) interne, la première pièce (94) fixée aux corps de buse (16), corps de vanne (20) et au corps d'actionneur (24) au moyen d'un joint d'arrêt (98) compris entre une première gorge (100) de positionnement de la première pièce de positionnement et une seconde gorge (102) de positionnement de la deuxième pièce de serrage, la première pièce (94) de positionnement étant insérée dans la deuxième pièce (96) de serrage.
2. Injecteur (10) selon la revendication précédente dans lequel l'écrou (28) est formé d'une seule pièce et comprend une partie tubulaire (72) longitudinale s 'étendant le long de l'axe longitudinal (X) depuis une première extrémité (74) jusqu'à une seconde extrémité (76), un membre annulaire (78) transversal s'étendant radialement vers l'intérieur depuis la deuxième extrémité (78) pourvu d'une ouverture centrale (80), et une gorge annulaire (82) autour de l'axe longitudinal (X) agencée dans la partie tubulaire (72) en regard du corps d'actionneur (24).
3. Injecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 dans lequel l'écrou (28) présente le premier diamètre intérieur (DI84) complémentaire au diamètre extérieur (DE 16) d'un premier étage (38) du corps de buse et le troisième diamètre intérieur (DI88) complémentaire au diamètre extérieur (DE24) du corps d'actionneur.
4. Injecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 3 dans lequel l'écrou (28) présente le deuxième diamètre intérieur (DI86)
complémentaire au diamètre extérieur (DE20) d'un corps de vanne et le troisième diamètre intérieur (DI88) complémentaire au diamètre extérieur (DE24) du corps d'actionneur.
5. Injecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 dans lequel l'écrou (28) est pourvu du filetage femelle interne (30) agencé proximal à la première extrémité (74) se vissant sur le filetage maie externe (32) du corps d'actionneur.
6. Injecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'ensemble de vanne (18), l'ensemble de buse (12) et l'ensemble actionneur (22) sont angulairement orientés les uns par rapport aux autres, l'orientation angulaire étant assurée par une mise en place d'une clavette (110) agencée dans une rainure (112) longitudinale définie par trois portions
(114,116,118) agencées dans des parois externes (60,57, 26) du guide haut (27) et des corps de vanne (20) et d'actionneur (24).
7. Injecteur (10) selon la revendication 6 dans lequel l'écrou (28) comprend une gorge longitudinale (128) agencée sur une paroi interne (90) de l'écrou (28).
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