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Perfectionnements aux injecteurs de carburant pour moteurs à combustion interne.
On sait que pour obtenir une bonne combustion dans un moteur à explosion alimenté par Injection, il est nécessaire que le système d'injection réalise simultanément les opération* suivante a) un pulvérisation fine et uniforme du combustible dans la masse d'air comburante* b)
un dosage précis de la quantité de combustible injecté à chaque cycle)
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c) une détermination très précise de la pression corres- pondant à l'ouverture du clapet afin de faciliter le réglée des Injecteurs et d'assurer la reproductibilité du fonctionnement,
A coté des systèmes pneumatiques où le carburant est injecte par un courant d'air et qui sont peu utilisé ,
il existe de* systèmes mécaniques où l'injection de carburant ze fait sans l'intervention d'air comprimé tous l'effet de la seule pression du liquide.
Ces injections mécanique% se forment nous 1' action d'un rendort antagoniste qui anoure le rappel du olapet sur son siège et dont la tension est réglée en sorte que l'aiguille ne commence à se déplacer que pour une.pression déterminée à l'avance* appelée pression de tarage.
Certaine dispositifs d'injection où le olapet 'ouvre dans le sens d'écoulement du combustible, Mettant en oeuvre un phénomène connu nous le nom d'effet différentiel d'aiguille qui consiste en un accroissement de la surface sur laquelle s'exerce la pression au cours du fonctionnement, Après ouverture du clapet* la pression agit sur une section de l'aiguille de surface effective plus grande que celle de la soupape,
et provoque ainsi une ouverture rapide do celle-ci*
Aux très bas régimes tels qu'on peut les avoir sur les moteurs d'automobile tournant au ralenti ou à de très faibles chargeât il se produit une vibration de l'aiguille (popping action) favorable à une bonne pulvérisation.
Le principal Inconvénient de ces Injecteurs tient' un coût de fabrication élevé, dû notamment' des opérations de rodage
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fit de rl4t:ttidat1on. particulièrement onéreuse* Il %'agit en effet d'usine* une aiguillé de structure géométrique plus ou ¯aine aow- plu, pouvant coulisser due un alésage du corps de l'injeateur tout en teaursât un$ 'tanohf1t' parfaite pendant la période do
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repos. Cet deux pièces mont en contact l'une de l'autre au niveau
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de portée o8niques et cylindrique* servant dt'tanohlttf et de guider axial. Il est donc nécessaire de produire des pièces rigoureusement 0 = laloi.
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Dans un Injecteur existant* deux portées cylindriques de part et d'autre d'un. portée conique, assurant simultanément
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Ildt4krtôhdité et lë guidage tout en appliquant le clapet sur son
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.1'se, La réalisation de cet Injecteur est compliquée par des
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difficultés technologiques dùes à la nécessité d'usiner , portées adjacentes r1sou.u..m.nt coaxiales, Un autre injeoteur connu, plus simple à fabriquer* ne <!<&h!p0ïë que deux portées nettement différenciées L'une o6niQuè sert à 1*'tanOh,tt4;
l'autre cylindrique au guidage axial de l'ai-
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guille* Maie l'aiguille ne prenant appui que sur une seule portée, ne peut bénéficier d'un guidage aussi parfait que précédemment,
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ta présente invention a pour objet un Injecteur de fono- ti6nnt)MtHt précis 'ouvrant dans le sens d'écoulement du oombus- ttble et dans lequel l'aiguille ne déplace librement selon l'axe
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défini par les part',. extrêmes. Ceci est rendu possible par une
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eonctruotion simple ne nécessitant pas l'a11snempnt partait des
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dites portées tout en évitant l'apparition de contraintes au coure du déplacement de l'aiguille.
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Contormâment à une caractéristique fondamentale de la pré- amte invention, l'aiguille est munie de trois portée., dont deux
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cylindriques a ses deux extrémités et une conique au voisinage du clapet d1 injection, le guidage étant alors assuré par loti deux portée cylindrique et l'étanohéité par la portée e8nique et celle des deux portées cylindrique* la plus rapprochée du clapet. On réduit ainsi à deux le nombre de portées dont l'usinage coaxial .et requis afin de guider l'aiguille dans son logement*
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Conformément à une deuxième caractéristique, la portée cylindrique juxtaposée à la portée se prolonge par un orifioe annulaire servant à la décharge du carburant.
Cet oritiot est délimité d'une part par un alésage de plus grand diamètre dans le corps de l'injeeteur et d'autre part par la partie cylindrique correspondant. du clapet constituant la portée. En outre le clapet présente au niveau du palier assurant simultanément l"tanOh'1' et le guidage, des troncatures dont le nombre et les dimensions seront précisés ultérieurement au cours de la description, et qui assurent le passage du carburant tout en permettant de façon permanente le guidage de la partie inférieure de l'aiguille.
Conformément a une troisième caractéristique préférée Mais
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non essentielle de l'invention, l'aiguille est munie à non extre- mité opposée au clapet d'une rondelle de forme appropriée, par l'intermédiaire de laquelle la tension du ressort de rappel lui est appliquée.
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La fabrication d'un tel 1n.ot.ur présente l'avantage de ne pas sortir du cadre de la petite mécanique de précision. Elle nient pas onéreuse car les tolérance Imposées sont telles que, . malgré la faible dimension des pièces, leur usinage se fait sans difficulté.
La présente invention vise étalements à titre de produit., industriel% nouveaux, des appareil* dans lesquels est utilisé, le présent dispositif ainsi que les ensembles fixes ou mobiles, notait- cent moteurs comportant de tels appareils,
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Lta oar,at'ri.t14ul' nouvelles et les avantages de 1.inven- tion seront mieux 4':
tomprt..1 on se réfère à la dogcrlptîbâ suivante et aux dessins qui l'adoonipagnent, donnée simplement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels
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. la fleur* 1 montra en coupe axiale et schématique un taod de réalisation en position fermée, d'un Injecteur conforme à la présente invention
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. La t11U' 2 est un* vue on coup# suivant AA de lt1neot8ur'd'. la figure m La figure 3 tèprdsonto une vue plus détaillé* de l'aiguillé séparée de l'injeoteur de la figura 1.
- La figure 4 est une Vue latérale à grande échelle du clapet d'inaction en potion formée.
- La figuré SI si Une Vue latérale à grande échelle du clapet
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dinjootion tfi position ouverte.
ta figure 6 montre le clapet d'inaction en ooups tran.'8.1. suivant BB.
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ta rieur. 7 représente une vue en coupe de rondelle montée l'.xt'#1t' supérieure de l'aiguille, - ta figure montre la même rondelle vue de haut.
Dans un 1nJ.t.ur Conforme à l'invention, le corps 1 perce d'un canal h plusieurs étages, sert à l'amenée du combustible nous pression Ce corps 1 est emmanché dans un porte-injeoteur 3 et est maintenu en place par un embout 4 se vissant dans un filetage 5 du !
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dit porte-injeoteur 5 et portant le raccord usuel 6 destind à réunir l'inJeoteur . la pompe à Injection, te dot,P4 1 de l'Injecteur comporte deux chambres cylindriques] ooaxial.8 1 et 8 ÓO1quant entre elles par un canal étroit également coaxial 9 qui laisse panser la tige de l'Aiguille d'injecteur 10.
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La chambre 7 située à l'extrémité inférieure de Ilinltoteur oomprend, d'une part un siège conique 11 contre lequel vient
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d'appliquer le clapet 12 plan' 1 la partit inférieure de l'aiguille d'injeoteur .1, d'autre part une portée cylindrique 13 guidant le tiroir 14 du clapet et qui dans et partie inférieure 15 est alésée à un diamètre légèrement supérieur de façon à constituer en liaison avec le profil correspondant de l'aiguille, un orifice annulaire de sortie 16.
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La chambre 8 sert dt logement à un ressort 17 prenant appui sur Ion fond et permettant le guidage de l'aiguille 4'1n3.ot.ur 10 grâce à un manchon guide 25 oou111.ant dans la partie supérieure de la dite chambres
L'aiguille d'injection 10 dont le plus grand diamètre de tige & l'exception du clapet doit être Inférieur à celui du canal
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étroit 9, afin de permettre on introduction dans le corps de ,'in,jeoteur, est soumise d'une part' la pression du liquide à injecter, d'autre part à celle du ressort de imppol 17.
Si,on se reporte aux figures 4 et 5 qui représentent une vue latérale 1 grande échelle de la tête de l'injecteur, on voit que le clapet 12 comporte un épaulement conique 18 venant m'ap- pliquer sur le siège 11 et un tiroir cylindrique 14 dont le dia-
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mètre est très légèrement inférieurs celui de la chambre 7 afin d'obtenir une étanchéité satisfaisante,
L'usinage de *on portées coniques et cylindriques doit être fait avec suffisamment de soin pour que l'étanchéité obtenue soit satisfaisante
Ce tiroir 14 qui est guide par la portée 13 présente des troncatures latérales telles que 19,
répartie régulièrement
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OU> la périphérie et qui détermine entre l'aiguille et 1*46*ep$ de loinjoutouro de* espaces libres 20 permettant le passage du carburant* Ces troncaturea n'entaillent que la tranche supérieure du tiroir de telle aorte qu'en période de fermeture d'tjmu elle* ne puissent déboucher dans l'orifice de décharge 16. Leur
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nombre et la profondeur de leur usinage sont fixés h partir de la section de passage que l'on cherche & réaliser.
Celle-ci est voisine de la section de l'orifice de décharge et dépend d'une part du volume minimum de liquide à injecter de façon à avoir une vite... suffisante des jets* d'autre part du volume maximum afin de ne pas dépasser de trop grandes valeurs de pression* De plus, elle présente! 'avantage de rester constante pendant toute la
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durée d'injection., .
' te tiroir cylindrique 14 est prolongé par un collet 2ï suivi d'un appendice conique divergent 22 qui dévie le dot <ort<mt de l*oriS6*d6 'décharge et provoque sa pulvérisation,-Ce prolonge* ment conique 22 a* trouve en permanence à l'extérieur du corps de l'injeoteur 1.
Quand l'aiguille est fermée, la pression du oombuauble olexerce sur la section olroulales de l'aiguille' la hauteur de l'orifice de sortie du canal 9 (diamètre d1). Quand la, Mroe #*#-
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aultant de la pression dépanne la poussée du ressort, l'aiguilla quitte 3 j siège 11 et la pression du liquide n'exerce alors sur la 4*otion dû tiroir cylindrique 14 du diamètre lt2.
. Comme de est notamment plue grand que dl' la force agissant sur l'aiguille se trouve accrue et le mouvement de celle-ci est considérablement accélère jusqu'à ce qu'elle vienne occuper @
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une position en butée Qui sera définie plue loin. , ce moment les lumières d'écoulement 20 délimitées par les troncatures 19 et le corps de l'injecteur, se trouvent découvertes et le combustible est refoulé dans l'orifice de décharge 16 pour être ensuite pul- vérisé. La pression de fluide décroît ensuite jusqu'à devenir égale à la pression de fermeture. L'injection est alors terminée.
Le ressort 17 repousse l'aiguille 10 sur son siège 11 tandis que les lumières d'écoulement 20 se trouvent à nouveau obturées.
L'injeoteur est alors prêt pour un nouveau cycle d'injection.
L'aiguille 10 est constituée sur sa plus grande longueur, par une tige 23 dont le diamètre a été réduit afin de diminuer le poids et de laisser le passage nécessaire au carburant, Cette* tige est prolongée par une portée 24 de diamètre légèrement supérieur sur laquelle est monter avec un jeu très faible., un manchon, guide cylindrique 25 qui sert de guide à faiguille d'injection 10 et prend appui sous l'action du ressort sur une rondelle 26,
en- gagée sur une gorge 33 de l'aiguille. Ce manchon guide 25 comporte une collerette 27 qui en fin de course Vient prendre appui sur la face supérieure de l'injecteur et limite le déplacement du clapet 18 en empêchant la sortie complète du tiroir 14 dans l'orifice annulaire de décharge 16.
La collerette 27 est prolongée par une partie cylindrique 28 coulissant librement dans l'alésage 29 de la chambre 8, lequel présente des troncatures 30 visibles sur la figure 2, permettant au carburant de s'écouler directement dans la dite chambre 8,
Dans cette disposition géométrique où.les portées sont de faible longueur et localisées aux deux extrémités de l'aiguille 10, on peut tolérer un certain exoentrage des dites portées dans la
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limite des jeux admis,
On n'introduit ainsi aucune contrainte supplémentaire au coure du déplacement de 1 aiguillé tout en
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permettant au clapot o$nique de bien .'appliquer svi? iojarjlège et dtabourer une bonne dtanchditée r¯ Les'troncatures 30 oommuniquant . leur partie supérieure
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avec une gorgé 31 miné dans le manchon sous la co4lele 27 . t,' et qui.sort de colectour au carburant amené par dei iou,t1ttr'lI 38 ménagées dans la tact supérieure du corps d'injecteur 1 et par-
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mettant le libre passas. du carburant quand la colorttte 27 ont Appliqués sur le copps 1.
A sa partie supérieure l'aiguille présente sous sa tête 32, uns gorge 33 dans laquelle vient n'engager la rondelle 26 men-
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t1onn4. plus haut et qui transmet à l'extrémité de l'aiguille la poussée du ressort 17.
Une forme de réalisation particulièrement avantageuse de
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cette rondelle comprend# comme on peut le voir sur la figure 7* un disque métallique 34 Comportant un alésage central 35 et une tente 36 partant de cet alésage et n'étendant jusqu'au bord du disque.
L'épaisseur de oette rondelle est déterminée de telle manière
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que 1. clapet c8hlque appuyant sur son siège et le manchon guidé 25 reposant sur le corps d'injeoteur par la collerette 27. elle
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puisse -être glissée exactement nous la tête 32 de lta1gùlile. ta profondeur de l'évidement 37 pratiqué dans la rondelle, corres- pond à la course de l'aiguille lorsque la rondelle .et en place, ce qui permet de définir celle-ci avec précision.
Le tarage du ressort 17 peut être modifié par l'adjonction de rondelles placé*$ au fond de la chambre 8.
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Sa compression doit tire en particulier outtteante pour maintenir le clapet sur on siège à l'eneontre de la pression de combustible a'exerçant au niveau de 1'orifice et ayant tendance repousser l'aiguille tant que cette pression est intérieurs à une valeur déterminée et luttisantl pour l'injeotion, C'est seule- ment quand la pression du bombuatible atteint et dépasse cette valeur que l'aiguille se trouve repoussée et que l'injection commence
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REVENDICATIONS la iB9UM$.
1. Perfectionnements aux Injecteurs de carburant pour moteur à combustion Interne caractérisés par la présence sur l'aiguille
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d'injeoteur de trois portât, dont deux cylindriques son deux extrémités, et une cônique au voisinage du olapet d'injection, le guidage étant alors assuré par les deux porter cylindrique et
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l'é tanche 1 té par la portée conique et celle des deux portées oy- lindriquos la plus rapprochée du olapet.