FR2580730A1 - Fuel-injection valve for a diesel engine - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à une soupape d'injection de carburant pour moteur Diesel, comportant un corps ainsi qu'un injecteur qui y est fixé et dans lequel sont me- nagés des ajutages débouchant dans la chambre de combustion, ainsi qu'un siège pour un pointeau obturateur qui lui est associé, ledit corps renfermant une chambre de carburant qui entoure annulairement ledit pointeau obturateur. The present invention relates to a fuel injection valve for a diesel engine, comprising a body and an injector attached thereto and in which are provided nozzles opening into the combustion chamber, as well as a seat. for a shutter needle associated therewith, said body enclosing a fuel chamber which annularly surrounds said shutter needle.
Dans une soupape d'injection de carburant du type précite, connue par exemple d'après le brevet CH-A-614 495, le pointeau obturateur est guidé a coulissement axial dans le carter. L'injecteur s'étend à partir du siège, jusqu'à la paroi, situee coté chambre de combustion, de la chambre annulaire de carburant ouverte en direction dudit pointeau et cet injecteur délimite, avec un tronçon extrême rétréci dudit pointeau, un interstice annulaire qui se prolonge axialement, à partir de la chambre de carburant, en direction du siège. En service, les parties constitutives de telles soupapes d'injection, coopérant mutuellement sous une pression de carburant relativementélevée (par exemple de 1200 bars ou plus), sont soumises à des contraintes particulièrement grandes.Dans la soupape d'injection connue, le corps est intégralement constitué d'un matériau relativement précieux, determiné notamment par les caractéristiques de portée ne- cessaires au guidage du pointeau obturateur. In a fuel injection valve of the aforementioned type, known for example from patent CH-A-614 495, the shutter needle is guided in axial sliding in the casing. The injector extends from the seat, up to the wall, located on the combustion chamber side, of the annular fuel chamber open towards said needle and this injector defines, with an extreme narrowed section of said needle, an annular gap which extends axially from the fuel chamber towards the seat. In service, the constituent parts of such injection valves, cooperating with each other under relatively high fuel pressure (for example of 1200 bar or more), are subjected to particularly great stresses. In the known injection valve, the body is made entirely of a relatively precious material, determined in particular by the range characteristics necessary for guiding the shutter needle.
L'invention a pour objet de fournir une soupape d'injection de carburant notamment perfectionnée à cet égard, qui soit d'une réalisation plus simple et moins onéreuse que des réalisations actuelles, et qui requière une complexité de fabrication et de mise en oeuvre de matière la plus faible possible, tout en conservant dans une large mesure la conception appliquée jusqu'à présent. The object of the invention is to provide a fuel injection valve, in particular improved in this respect, which is of a simpler and less expensive embodiment than current embodiments, and which requires a complexity of manufacture and implementation of the lowest possible material, while largely retaining the design applied so far.
Conformément à l'invention, dans une soupape d'injec tion de carburant du genre précité, cet objet est atteint par le fait que l'injecteur présente une partie tubulaire reliée rigidement au corps , qui se prolonge à partir du siège sensiblement sur toute l'étendue dudit corps mesurée dans le sens axial du pointeau obturateur, qui est destinée à guider ledit pointeau et qui délimite la chambre de carburant avec étanchéité vers l'intérieur, cette partie tubulaire étant percee, au voisinage de ladite chambre de carburant, d'orifices latéraux assurant la circulation du carburant. According to the invention, in a fuel injection valve of the aforementioned kind, this object is achieved by the fact that the injector has a tubular part rigidly connected to the body, which extends from the seat substantially over the whole extension of said body measured in the axial direction of the shutter needle, which is intended to guide said needle and which delimits the fuel chamber with sealing inwards, this tubular part being pierced, in the vicinity of said fuel chamber, side holes ensuring the circulation of fuel.
La réalisation de la soupape d'injection conforme å l'invention autorise une subdivision fonctionnelle de la partie fixe de cette soupape en une zone de guidage soumise à de fortes contraintes et présentant toutes les surfaces de guidage du pointeau obturateur, ainsi qu'en une zone de retenue qui est totalement séparée dudit pointeau, est par conséquent soumise à des contraintes plus faibles et peut, de ce fait, être fabriquée en un matériau plus simple et avec une complexite de façonnage moindre que jusqu present. The embodiment of the injection valve according to the invention allows a functional subdivision of the fixed part of this valve into a guide zone subjected to high stresses and having all the guide surfaces of the shutter needle, as well as a retaining area which is completely separate from said needle, is therefore subject to lower stresses and can, therefore, be made of a simpler material and with less processing complexity than hitherto.
Pour faire en sorte que l'espace interne de 1 'injec- teur, formé entre le siège et l'extrémité de cet injecteur située coté chambre de combustion, présente un volume le plus restreint possible et particulièrement favorable à une exploitation optimale du carburant, il est judicieux que ledit siège soit réalisé dans la portion longitudinale de l'injecteur entourée par la région marginale du corps situee côte chambre de combustion, et que les ajutages se trouvent à proximité immediate de ce siège. To ensure that the internal space of the injector, formed between the seat and the end of this injector located on the combustion chamber side, has the smallest possible volume and is particularly favorable for optimal exploitation of the fuel, it is advisable that said seat is produced in the longitudinal portion of the injector surrounded by the marginal region of the body situated on the combustion chamber side, and that the nozzles are located in the immediate vicinity of this seat.
L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique est une coupe schématique d'une soupape d'injection de carburant réalisée confor mément à l'invention, le plan de coupe de la moitié de gauche de cette figure étant decalé de 90" par rapport au plan de coupe de sa moitié de droite. The invention will now be described in more detail by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawing in which the single figure is a schematic section of a fuel injection valve produced in accordance with the invention, the cutting plane of the left half of this figure being offset by 90 "with respect to the cutting plane of its right half.
La soupape d'injection de carburant illustree sur le dessin présente un corps 1 muni d'un alésage central 2, dans lequel est logé un injecteur 3. Cet injecteur 3 possède une partie tubulaire 4 qui s'étend sensiblement sur toute la longueur axiale du corps 1 et peut être munie, à son extrémité supérieure sur le dessin, d'un collet 5 prenant appui sur un décrochement de l'alésage 2 élargi en conséquence. The fuel injection valve illustrated in the drawing has a body 1 provided with a central bore 2, in which is housed an injector 3. This injector 3 has a tubular part 4 which extends substantially over the entire axial length of the body 1 and can be provided, at its upper end in the drawing, with a collar 5 bearing on a recess in the bore 2 widened accordingly.
L'injecteur 3 est ajusté par frettage sur toute sa longueur dans le corps 1 et il dépasse, par son extrémité inférieure 6, dans la chambre de combustion d'un moteur Diesel non re présenté. L'extrémité inférieure 6 de l'injecteur 3 comprend plusieurs ajutages 7 débouchant dans la chambre de combustion, ainsi qu'un siège tronconique 8 associé à un pointeau obturateur 10 qui est guidé à coulissement axial , avec étanchéité, dans l'alésage de la partie tubulaire 4. Le cas échéant, cette partie tubulaire 4 peut également être ajustée par frettage dans le corps 1, soit sur une seule partie, soit sur plusieurs parties de sa longueur.The injector 3 is hooped over its entire length in the body 1 and it protrudes, through its lower end 6, into the combustion chamber of a diesel engine not shown. The lower end 6 of the injector 3 comprises several nozzles 7 opening into the combustion chamber, as well as a frustoconical seat 8 associated with a shutter needle 10 which is guided in axial sliding, with sealing, in the bore of the tubular part 4. If necessary, this tubular part 4 can also be adjusted by hooping in the body 1, either on a single part, or on several parts of its length.
L'injecteur 3 est entouré par une chambre annulaire 11 de carburant façonnée dans le corps. 1, ainsi que par un canal correspondant de refroidissement 12, annulaire et ménagé à proximité de l'extrémité inferieure de ce corps 1. The injector 3 is surrounded by an annular fuel chamber 11 shaped in the body. 1, as well as through a corresponding cooling channel 12, annular and formed near the lower end of this body 1.
La chambre 11 est raccordée, par l'intermédiaire d'un canal 13 de carburant et d'une conduite de carburant non représentee, a une pompe d'injection de carburant également non illustrée. te canal de refroidissement 12 est relié , par l'intermediaire din alésage de refroidissement 14, à un système non represente de distribution d'un agent liquide de refroidissement. Ce fluide de refroidissement est délivré àu canal 12 par l'intermédiaire de l'alésage 14,puis évacue par un alésage supplementaire de refroidissement de realisation analogue, non visible sur le dessin.Dans la realisation representee, cet alésaae supplémentaire de refroidissement occupe une position diamétralement opposée à oelle de l'alésage 14, tandis que le canal 13 de carburant est décalé de 90O par rap port à ces alésages de refroidissement.The chamber 11 is connected, via a fuel channel 13 and a fuel line, not shown, to a fuel injection pump also not shown. The cooling channel 12 is connected, via a cooling bore 14, to a non-represented system for distributing a coolant. This coolant is supplied to the channel 12 via the bore 14, then discharged by an additional cooling bore of similar embodiment, not visible in the drawing. In the embodiment shown, this additional cooling bore occupies a position diametrically opposite to that of the bore 14, while the fuel channel 13 is offset by 90 ° relative to these cooling bores.
Au voisinage de la chambre 11 de carburant, la partie tubulaire 4 de l'injecteur 3 est percée d'orifices radiaux 15 de circulation qui relient ladite chambre 11 à un interstice annulaire 16 formé entre une région rétrécie du pointeau obturateur 10 et la face interne de la paroi de l'injecteur 3 ; cet interstice est délimité à l'extrémité supérieure par un intervalle d'étanchéité réservé entre la partie tubulaire 4 et le pointeau 10 et, à l'extrémité inférieure située côte chambre de combustion, par le siège d cooperant avec une surface de siege correspondante dudit pointeau 10. In the vicinity of the fuel chamber 11, the tubular part 4 of the injector 3 is pierced with radial orifices 15 for circulation which connect said chamber 11 to an annular gap 16 formed between a narrowed region of the shutter needle 10 and the internal face. from the wall of the injector 3; this gap is delimited at the upper end by a reserved sealing gap between the tubular part 4 and the needle 10 and, at the lower end situated on the combustion chamber side, by the seat co-operating with a corresponding seat surface of said needle 10.
La partie supérieure du corps- 1 est fixée dans le moteur à combustion interne d'une maniere connue en soi et non illustrée en détail, le pointeau obturateur 10 étant pressé contre le siège 8 par un ressort non représenté. En service, le pointeau 10 est soulevé-par une pression de carburant agissant dans la chambre 11 de carburant et dans l'interstice annulaire 16, et encFendrée dans chaque cas par la pompe d'injection, le carburant étant injecte dans la chambre de combustion par l'intermédiaire des ajutages 7. The upper part of the body 1 is fixed in the internal combustion engine in a manner known per se and not illustrated in detail, the shutter needle 10 being pressed against the seat 8 by a spring not shown. In service, the needle 10 is raised by a fuel pressure acting in the fuel chamber 11 and in the annular gap 16, and in each case formed by the injection pump, the fuel being injected into the combustion chamber. through the nozzles 7.
Le siège 8 est réalisé dans une. portion longitudinale de l'injecteur 3 qui est partiellement entourée par la région marginale du corps 1 situee côté chambre de combustion, et qui s'engage en partie dans cette chambre de combustion. The seat 8 is produced in one. longitudinal portion of the injector 3 which is partially surrounded by the marginal region of the body 1 located on the combustion chamber side, and which partially engages in this combustion chamber.
De la sorte, comme le met en évidence la réalisation illustree, il est possible de maintenir particulièrement petite la distance separant le siege 8 et les ajutages 7, mesurée dans le sens axial de l'injecteur 3. Conséquemment, une cavité 17 de l'injecteur 3 entourant la pointe du pointeau 10 peut présenter un volume particulièrement restreint, si bien que, apres la fermeture considéree de la soupape d'injection, il est possible de maintenir à une faible valeur correspondante la quantité de carburant renfermée par cette cavité 17 et affluant d'une maniere incontrôlée dans la chambre de combustion ; l'on peut ainsi obtenir une exploitation optimale du carburant.In this way, as demonstrated by the illustrated embodiment, it is possible to keep particularly small the distance separating the seat 8 and the nozzles 7, measured in the axial direction of the injector 3. Consequently, a cavity 17 of the injector 3 surrounding the tip of the needle 10 may have a particularly small volume, so that, after the considered closure of the injection valve, it is possible to maintain at a low corresponding value the quantity of fuel contained by this cavity 17 and flowing uncontrollably into the combustion chamber; one can thus obtain an optimal exploitation of fuel.
La soupape d'injection de carburant réalisée conformément à l'invention se caractérise par une conception particulièrement simple, du fait que le siège de l'injecteur 3 ménagé dans le corps 1 ne nécessite pour l'essentiel qu'un seul et unique alésace 2 éventuellement élargi au voisinage du collet 5, mais pour le reste ininterrompu. Etant donné que toutes les surfaces de guidage et d'étanchéité de la soupape selon l'invention, associées au pointeau obturateur 10 mobile et par consequent soumises à de fortes charges, sont ménagees dans l'injecteur 3, le corps 1 peut être constitué d'un matériau en conséquence moins précieux que dans les réalisations actuelles. The fuel injection valve produced in accordance with the invention is characterized by a particularly simple design, in that the seat of the injector 3 formed in the body 1 essentially requires only one and only bore 2 possibly widened in the vicinity of the collar 5, but for the rest uninterrupted. Since all the guide and sealing surfaces of the valve according to the invention, associated with the movable shutter needle 10 and therefore subjected to high loads, are housed in the injector 3, the body 1 can be constituted by '' a material therefore less valuable than in current achievements.
D'après une variante de réalisation, il peut également être prévu une autre liaison entre l'injecteur 3 et le corps 1,à la place d'une liaison ajustée par frettage, par exemple une liaison brasée correspondante ou bien une liaison collée appropriée aux conditions de température rencontrées dans des soupapes d'injection du type décrit. Une réalisa- tion présentant une liaison collée entre l'injecteur 3 et le corps 1 permet de fabriquer et d'adapter mutuellement, d'une manière totalement indépendante du corps 1, l'injecteur 3 et le pointeau obturateur 10 devant être rodé dans ce dernier. Par exemple, cela permet de stocker à chaque fois un jeu complet de ces pièces coopérant avec mobilité, prêt à être incorporé. D'une manière correspondante, un injecteur defectueux 3 peut être éventuellement expulsé du corps 1 moyennant à chaque fois une faible complexité de montage, puis être remplacé par un nouvel injecteur 3 solidaire de son pointeau obturateur 10, après un traitement correspondant des surfaces collées. According to an alternative embodiment, another connection can also be provided between the injector 3 and the body 1, in place of a connection adjusted by shrinking, for example a corresponding brazed connection or else a bonded connection suitable for temperature conditions encountered in injection valves of the type described. An embodiment having a bonded connection between the injector 3 and the body 1 makes it possible to manufacture and adapt to each other, in a manner completely independent of the body 1, the injector 3 and the shutter needle 10 having to be ground in this latest. For example, this makes it possible to store each time a complete set of these parts cooperating with mobility, ready to be incorporated. In a corresponding manner, a defective injector 3 can possibly be expelled from the body 1 each time with a low assembly complexity, then be replaced by a new injector 3 secured to its shutter needle 10, after a corresponding treatment of the bonded surfaces.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la soupape décrite et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. It goes without saying that many modifications can be made to the valve described and shown, without departing from the scope of the invention.
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