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"INJECTEUR DE COMBUSTIBLE POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE"
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L'invention a trait à un injecteur de combustible pour moteurs à combustion interne. Elle se rapporte plus particulièrement à un injecteur commandé par une soupape à siège et possédant, en aval du siège de la soupape, un canal de sortie de section annulaire constitué par l'interstice entre un téton solidaire de la soupape et la paroi d'un alésage du corps de l'injecteur.
Dans les injecteurs connus de ce genre, la paroi de l'orifice du corps d'injecteur et la surface du téton sont cylindriques à l'issue du canal de sortie, de sorte que le combustible est projeté surtout parallèlement à l'axe du téton. C'est le cas aussi pour les injecteurs dans lesquels le téton s'amincit vers l'issue du dit canal de sortie.
Dans de nombreux moteurs, cependant, la chambre de combustion dans laquelle le combustible doit être injecté a la forme d'un corps de rotation de faible hauteur, et l'injecteur est placé dans son axe. Le combustible doit alors être injecté de tous les côtés du téton sous un certain angle par rapport à son axe. A cet effet, le téton de certains injecteurs connus est élargi à son extrémité, de manière à écarter de son axe le combustible sortant. Cette disposition n'est toutefois pas recommandable lorsque l'injection doit se faire sous un angle élevé par rapport à l'axe de l'injecteur.
De plus, la section du canal de sortie, à l'issue de celui-ci,et la direction sous laquelle le combustible est injecté varient en fonction de la course du téton ; lorsque la soupape est entièrement ouverte, le passage du combustible est étranglé par l'extré-
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mité élargie du téton. Il en résulte une forte pulvérisation du combustible, mais le jet de combustible ne peut pas pénétrer loin dans la chambre de combustion.
Pour cette raison, on a préféré utiliser jusqu'ici pour les moteurs en question, des injecteurs dans lesquels le combustible est injecté à travers plusieurs trous de petit diamètre aménagés dans le corps de l'injecteur selon l'orientation désirée. Ces trous ont l'inconvénient d'être facilement obturés par des dépôts de produits de la combustion.
Suivant l'invention, le canal de sortie est limité jusqu'à son issue, et pour toute position de la soupape, par des surfaces cylindriques, tant du téton de la soupape que du corps de l'injecteur, ces surfaces étant concentriques et parallèles à l'axe suivant lequel se déplace la soupape. Toujours suivant l'invention, la dite surface cylindrique soit du téton de la soupape, soit du corps de l'injecteur, comporte des rainures qui se prolongent jusqu'à l'issue du canal de sortie.
L'injecteur suivant l'invention peut être agencé pour projeter le combustible dans le sens de son axe ; ce cas, les rainures seront pa- rallèles à cet axe. L'injecteur peut aussi être agencé pour projeter le combustible sous un angle déterminé par rapport à cet axe; les rainures seront alors disposés de manière à déboucher, à l'issue du dit canal de sortie, sous un angle déter-
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miné par rapport à l'axe de la surface cylindrique dans laquelle elles sont taillées.
De préférence, la section totale des rainures dépassera celle du reste du canal de sortie, à l'issue de celui-ci. Une partie considérable du combustible sera alors projetée au loin, dans la direction dans laquelle se terminent les rainures, et une partie plus petite du combustible sera finement pulvérisée, mais restera dans le voisinage de 1!injecteur.
Entre le siège de la soupape et le début des rainures, le canal de sortie peut présenter un élargissement duquel part chacune des rainures.
Il est avantageux de raccorder sans brisure la surface de siège de la soupape ou celle du corps d'injecteur à, la surface correspondante qui limite le dit élargissement.
Dans le dessin annexé, deux réalisations de l'invention sont représentées à titre d'exemple.
Il sera bien entendu toutefois que l'invention n'est pas limitée à ces réalisations mais qu'elle pourra être réalisée d'autre manière.
La fig. 1 représente en coupe longitudinale la partie avant d'ùn injecteur suivant l'invention.
La fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne A - A de la fig. 1.
La fig. 3 représente la partie avant d'un autre injecteur.
Dans l'alésage 1 du corps 2 de l'injecteur, la portion 3 de la soupape en forme d'aiguille
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est rodée à siège étanche mais de manière à pouvoir se déplacer longitudinalement. En avant de la portion 3, la soupape comporte une portion 4 de diamètre plus faible qui laisse, dans l'alésage 1, une chambre annulaire 5 que limite,, entre autres, l'épaulement 7 entre les portions 3 et 4 de la soupape, et dans laquelle débouche le canal 6 d'arrivée de combustible.
Dans le fond 8 de l'alésage 1, le corps de l'injecteur présente un siège conique 9 qui coopère avec une surface de siège correspondante 10 dont est munie la soupape. Au siège 9 se raccorde, dans le corps de l'injecteur, un alésage cylindrique de sortie 12 qui débouche dans la chambre de combustion 11 du moteur. Bans l'alésage 12, la soupape se prolonge par un téton 14 assis sur un cou 13. Ce téton laisse, entre lui et l'alésage 12 du corps 2 de l'injecteur, un canal de sortie annulaire. Le cou 13 du téton se raccorde sans brisure à la surface de siège 10 dela soupape. Le téton 14 lui-même est cylindrique, et son diamètre n'est que légèrement plus faible que le diamètre de l'alésage 12.
Lorsque la soupape se trouve dans sa position de fermeture, la face 15 du téton 14 dépasse la face 16 du corps d'injecteur d'une longueur qui correspond à peu près à la course d'ouverture de la soupape.
Dans la surface cylindrique du téton 14
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des rainures hélicoïdales 17 sont taillées. Ces rainures partent de la portion du canal de sortie qui entourne le cou 13 du téton et qui a une section de passage plus élevée que la portion de ce canal qui entoure le téton proprement dit 14. Les rainures 17 se poursuivent jusqu'à la face 15 du téton, c.à.d. jusqu'à l'endroit où le canal de sortie de l'injecteur débouche dans la chambre de combustion 11. Leur section totale dépasse celle de l'interstice entre la surface cylindrique du téton 14 et la paroi cylindrique de l'alésage 12 du corps de l'injecteur. Avec la face 15 du téton, face qui est perpendiculaire à l'axe de la soupape, les rainures 17 forment un angle d-
Les moyens qui servent à commander la soupape de l'injecteur ne sont pas représentés dans le dessin.
Par exemple, la soupape pourra être chargée d'un ressort qui tend à la maintenir fermée, en appuyant le siège 10 de la soupape contre le siège 9 du corps de l'injecteur. Dans ce cas, on ne mettra sous pression le combustible dans la chambre 5 que pour la période d'injection, et la pression du combustible agissant sur l'épaulement 7 servira à surmonter la force du ressort de fermeture pour réaliser l'injection.
Lorsque la soupape s'ouvre, le combustible s'échappe de la chambre annulaire 5 en passant entre les surfaces de siège 9 et 10, et il gagne
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l'espace élargi qui entoure le cou 13 du téton.
De là, la plus grande partie du combustible emprunte les rainures 17 ; à travers chacune d'elles, il est projeté dans la chambre de combustion sous forme d'un jet dont l'axe forme environ l'angle ci avec la face 15. Les axes de ces jets sont ordonnés suivant un hyperboloide monocoque se rapprochant beaucoup du cône, en raison des petites dimensions du téton par rapport à celles de la chambre de combustion. En raison de la densité de chaque jet, le combustible est projeté assez loin dans la chambre de combustion. Ce n'est qu'à une certaine distance de l'injecteur que la pulvérisation du combustible entraine la dissolution du jet. Le combustible prend alors la forme de gouttelettes facilement inflammables.
La quantité de combustible restée en dehors des rainures 17 passe par l'interstice étroit entre la surface cylindrique du téton et la paroi de l'orifice 12 du corps de l'injecteur. En gagnant la chambre de combustion 11, il est pulvérisé par l'arête de sortie de l'orifice 12 dans la face 16 du corps d'injecteur. Cette pulvérisation empêche ce combustible d'aller loin, de sorte qu'il occupe la région où le combustible contenu dans les jets qui sortent des rainures 17 est encore mal pulvérisé.
La soupape 3-4-13-14 peut tourner autour
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de son axe, de sorte que les jets de combustible n'atteignent pas toujours les mêmes portions des parois de la chambre de combustion. On diminue ainsi le risque d'endommager le moteur par surchauffage répété des mêmes portions de ces parois.
La rotation de la soupape est favorisée par la composante tangentielle de la réaction du combustible sur les parois des rainures 17.
Dans l'injecteur suivant la fig. 3, les rainures 17 sont parallèles à l'axe de la soupape, de sorte que les jets de combustible qui en sortent sont parallèles eux aussi. En pratique, ces jet se fondront en un seul jet dont l'axe coincide avec celui de la soupape. A part cette disposition des rainures 17, l'injecteur suivant la fig.
3 est semblable en tous points à celui des figs. 1 et 2.
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"FUEL INJECTOR FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES"
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The invention relates to a fuel injector for internal combustion engines. It relates more particularly to an injector controlled by a seat valve and having, downstream of the valve seat, an outlet channel of annular section formed by the gap between a stud integral with the valve and the wall of a valve. injector body bore.
In known injectors of this type, the wall of the orifice of the injector body and the surface of the stud are cylindrical at the end of the outlet channel, so that the fuel is projected above all parallel to the axis of the stud. . This is also the case for injectors in which the stud tapers towards the exit of said outlet channel.
In many engines, however, the combustion chamber into which the fuel is to be injected is in the form of a low-height rotating body, and the injector is placed in its axis. The fuel must then be injected from all sides of the stud at an angle to its axis. To this end, the stud of certain known injectors is widened at its end, so as to move the outgoing fuel away from its axis. However, this arrangement is not advisable when the injection must take place at a high angle with respect to the axis of the injector.
In addition, the section of the outlet channel, at the end thereof, and the direction in which the fuel is injected vary as a function of the stroke of the stud; when the valve is fully open, the fuel passage is restricted by the end
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Enlarged moth of the nipple. This results in heavy atomization of the fuel, but the fuel jet cannot penetrate far into the combustion chamber.
For this reason, it has hitherto been preferred to use for the engines in question, injectors in which the fuel is injected through several small diameter holes made in the body of the injector in the desired orientation. These holes have the drawback of being easily blocked by deposits of combustion products.
According to the invention, the outlet channel is limited to its exit, and for any position of the valve, by cylindrical surfaces, both of the stud of the valve and of the body of the injector, these surfaces being concentric and parallel. to the axis along which the valve moves. Still according to the invention, said cylindrical surface either of the stud of the valve, or of the body of the injector, comprises grooves which extend to the end of the outlet channel.
The injector according to the invention can be arranged to project the fuel in the direction of its axis; in this case, the grooves will be parallel to this axis. The injector can also be arranged to project the fuel at a determined angle with respect to this axis; the grooves will then be arranged so as to open out, at the end of said outlet channel, at a determined angle.
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mined with respect to the axis of the cylindrical surface in which they are cut.
Preferably, the total section of the grooves will exceed that of the rest of the outlet channel, after the latter. A considerable part of the fuel will then be blown away, in the direction in which the grooves end, and a smaller part of the fuel will be finely pulverized, but will remain in the vicinity of the injector.
Between the seat of the valve and the start of the grooves, the outlet channel may have an enlargement from which each of the grooves starts.
It is advantageous to connect without breaking the seat surface of the valve or that of the injector body to the corresponding surface which limits said widening.
In the accompanying drawing, two embodiments of the invention are shown by way of example.
It will of course be understood, however, that the invention is not limited to these embodiments but that it could be implemented in other ways.
Fig. 1 shows in longitudinal section the front part of an injector according to the invention.
Fig. 2 is a cross section taken along the line A - A of FIG. 1.
Fig. 3 shows the front part of another injector.
In the bore 1 of the injector body 2, the portion 3 of the needle-shaped valve
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is lapped with a sealed seat but so as to be able to move longitudinally. In front of portion 3, the valve comprises a portion 4 of smaller diameter which leaves, in the bore 1, an annular chamber 5 that limits, among others, the shoulder 7 between the portions 3 and 4 of the valve. , and into which the fuel inlet channel 6 emerges.
In the bottom 8 of the bore 1, the body of the injector has a conical seat 9 which cooperates with a corresponding seat surface 10 with which the valve is provided. To the seat 9 is connected, in the body of the injector, a cylindrical outlet bore 12 which opens into the combustion chamber 11 of the engine. In the bore 12, the valve is extended by a stud 14 seated on a neck 13. This stud leaves, between it and the bore 12 of the body 2 of the injector, an annular outlet channel. The neck 13 of the nipple connects seamlessly with the seat surface 10 of the valve. The stud 14 itself is cylindrical, and its diameter is only slightly smaller than the diameter of the bore 12.
When the valve is in its closed position, the face 15 of the stud 14 protrudes from the face 16 of the injector body by a length which corresponds approximately to the opening stroke of the valve.
In the cylindrical surface of the nipple 14
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helical grooves 17 are cut. These grooves start from the portion of the outlet channel which surrounds the neck 13 of the nipple and which has a greater passage section than the portion of this channel which surrounds the nipple itself 14. The grooves 17 continue up to the face. 15 of the nipple, i.e. up to the point where the outlet channel of the injector opens into the combustion chamber 11. Their total section exceeds that of the gap between the cylindrical surface of the stud 14 and the cylindrical wall of the bore 12 of the body of the injector. With the face 15 of the stud, which face is perpendicular to the axis of the valve, the grooves 17 form an angle d-
The means which serve to control the injector valve are not shown in the drawing.
For example, the valve could be loaded with a spring which tends to keep it closed, by pressing the seat 10 of the valve against the seat 9 of the body of the injector. In this case, the fuel in the chamber 5 will be pressurized only for the injection period, and the fuel pressure acting on the shoulder 7 will serve to overcome the force of the closing spring to effect the injection.
When the valve opens, the fuel escapes from the annular chamber 5 passing between the seat surfaces 9 and 10, and it gains
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the enlarged space which surrounds the neck 13 of the nipple.
From there, most of the fuel passes through grooves 17; through each of them, it is projected into the combustion chamber in the form of a jet, the axis of which forms approximately the angle ci with the face 15. The axes of these jets are ordered according to a monocoque hyperboloid very close to each other. of the cone, due to the small dimensions of the stud compared to those of the combustion chamber. Due to the density of each jet, the fuel is projected quite far into the combustion chamber. It is only at a certain distance from the injector that the atomization of the fuel causes the jet to dissolve. The fuel then takes the form of easily flammable droplets.
The quantity of fuel which remains outside the grooves 17 passes through the narrow gap between the cylindrical surface of the stud and the wall of the orifice 12 of the body of the injector. On reaching the combustion chamber 11, it is sprayed through the outlet edge of the orifice 12 into the face 16 of the injector body. This spraying prevents this fuel from going far, so that it occupies the region where the fuel contained in the jets which come out of the grooves 17 is still poorly sprayed.
3-4-13-14 valve can turn around
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of its axis, so that the fuel jets do not always reach the same portions of the walls of the combustion chamber. This reduces the risk of damaging the motor by repeated overheating of the same portions of these walls.
The rotation of the valve is favored by the tangential component of the reaction of the fuel on the walls of the grooves 17.
In the injector according to fig. 3, the grooves 17 are parallel to the axis of the valve, so that the fuel jets coming out are also parallel. In practice, these jets will merge into a single jet whose axis coincides with that of the valve. Apart from this arrangement of the grooves 17, the injector according to FIG.
3 is similar in all respects to that of Figs. 1 and 2.