FR2746856A1 - Injecteur de carburant - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un injecteur de carburant comprenant un corps d'injecteur (12) comportant une chambre de clapet (20) et un passage d'alimentation en carburant (34) débouchant dans la chambre de clapet (20) dans le corps d'injecteur (12) et un clapet allongé (40) pouvant coulisser axialement dans la chambre de clapet (20). Cet injecteur est caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (37, 39) pour maintenir une précontrainte de compression sur le corps d'injecteur (12), cette précontrainte s'exerçant radialement vers l'intérieur en direction de l'intersection du passage d'alimentation en carburant (34) et de la chambre de clapet (20).
Description
I La présente invention concerne un injecteur de carburant destiné à être
fixé à la tête de
cylindre d'un moteur à combustion interne.
Le brevet US-A-4 205 789 décrit le fonctionnement d'un injecteur de carburant du type actionné par une pression et à ouverture vers l'intérieur. De la manière habituelle, de tels ensembles d'injecteurs comportent un injecteur ayant une chambre de clapet avec un siège de clapet et une pointe de décharge à une extrémité de la chambre, un clapet actionné par la pression, logé à coulissement dans la chambre du clapet pour commander le débit de carburant à travers la pointe de décharge, et un organe d'entrée de carburant présentant un passage d'entrée de carburant relié à la chambre du clapet. Le carburant est traditionnellement fourni à une pression d'environ 83 MPa, à l'encontre de la sollicitation d'un ressort, ce qui se traduit par une succession rapide d'impulsions à haute pression dans la chambre du clapet et dans le passage d'alimentation
en carburant.
Divers perfectionnements et modifications ont été effectués pendant des années, en ayant pour but plus récemment le fait de pouvoir atteindre une injection à des pressions plus élevées que celles utilisées précédemment. Certains aspects du corps d'injecteur posent des problèmes lorsque l'on désire obtenir un fonctionnement à une pression plus élevée. La chambre du clapet et le passage d'alimentation en carburant se recoupent typiquement à l'endroit d'une portion plus grande, formant collecteur, de la chambre du clapet. Etant donné que le diamètre d'un corps d'injecteur typique est seulement d'environ 1,5 cm ou inférieur et que le collecteur plus le passage d'alimentation en carburant vers le collecteur doivent occuper une portion notable de la section transversale dans un plan particulier du corps d'injecteur, il est clair que certaines particularités ou formations de la structure au voisinage du collecteur subissent des contraintes élevées pendant chaque impulsion d'injection du carburant. En outre, un rapport très élevé entre la contrainte de crête et la contrainte moyenne apparaît dans le mince volume ou voile de matière se trouvant entre la chambre du clapet et le passage du carburant, au voisinage de l'intersection du passage du carburant avec le collecteur. On a observé l'apparition d'une fissuration liée aux contraintes. On a observé en particulier une fracture en bec de canard du corps d'injecteur, prenant naissance à l'intersection de l'entrée du carburant et du collecteur, pendant des tests, en
laboratoire, d'un injecteur fonctionnant avec une pression d'injection de crête d'environ 117 MPa.
La sensibilité à un tel défaut lié à la contrainte constitue un obstacle important à la réalisation éventuelle d'injecteurs de carburant fonctionnant à des niveaux de pression accrus égaux par exemple à 138 MPa et supérieurs. Ce problème est particulièrement gênant car il est fortement désirable d'obtenir un fonctionnement à une pression plus élevée sans modifier l'enveloppe dimensionnelle des injecteurs et des ensembles d'injecteurs qui sont couramment utilisés. En outre, les aciers ayant la plus haute résistance possible qui sont disponibles pour la fabrication d'injecteurs de carburant, sont déjà utilisés si bien qu'il n'est pas possible d'obtenir une
pression de fonctionnement plus élevée simplement en améliorant le choix des matériaux.
Par conséquent il est apparu un besoin d'accroître la capacité des injecteurs de carburant à encaisser une pression élevée, sans changer l'enveloppe dimensionnelle, le choix du
matériau et la compatibilité d'installation des injecteurs de carburant couramment disponibles.
Ce problème est résolu, suivant la présente invention, en prévoyant un moyen pour maintenir, sur le corps d'injecteur, une précontrainte de compression agissant radialement vers l'intérieur en direction de la zone interne du corps d'injecteur o des contraintes de crête élevées
apparaissent pendant la pulsation de l'injection du carburant.
Dans des ensembles d'injecteurs du type dans lequel un écrou de retenue de l'injecteur fixe le corps d'injecteur à un porte-injecteur, cette précontrainte de compression est produite de préférence en prévoyant une partie conique sur l'écrou de retenue de l'injecteur, cette partie conique agissant contre une surface conique complémentaire sur le corps d'injecteur de telle façon que, lorsque l'écrou est vissé pour tirer le corps d'injecteur vers le porte-injecteur, les surfaces coniques soient pressées l'une contre l'autre, en donnant lieu à une composante de force dirigée
radialemnent vers l'intérieur.
Suivant une variante, une rondelle conique peut être interposée entre un écrou de retenue classique et une surface conique du corps d'injecteur, afin d'obtenir la même précontrainte de compression dans le corps d'injecteur. Suivant cet aspect général de l'invention, une précontrainte de compression dirigée radialement vers l'intérieur peut être obtenue n'importe o dans un corps d'injecteur ayant au moins un trou débouchant dans l'extrémité supérieure du corps et s'étendant dans une direction généralement longitudinale, vers et dans l'intérieur du corps. Un écrou de retenue tire axialement le corps d'injecteur vers le porte-injecteur, et un perfectionnement consiste en ce que l'écrou de retenue comporte un moyen pour produire une composante de force dirigée radialement vers l'intérieur, afin de précontraindre en compression l'intérieur du corps autour de l'alésage, tandis que l'écrou de retenue tire le corps d'injecteur axialement en direction
du porte-imjecteur.
Dans une troisième variante, un anneau de renfort peut être fretté sur le corps d'injecteur dans la zone latérale correspondant sensiblement a la région o apparaît la contrainte
interne de crête, afin de maintenir la précontrainte de compression désirée.
On comprendra que dans le cas de la forme d'exécution préférée, seuls des changements minimes doivent être effectués sur un injecteur classique, pour accroître notablement la capacité de résistance à la pression. Par exemple, une modélisation, par ordinateur, de la répartition des contraintes dans un type de corps d'injecteur classique a prédit une contrainte maximale de Von Mises de 776 MPa et une contrainte de cercle de 660 MPa, pour une pression interne de 140 MPa. Ce corps d'injecteur était soumis à une charge axiale, due au vissage de l'écrou de retenue, égale à 18690 N. En prévoyant une surface conique externe d'un angle de 30 sur le corps d'injecteur, latéralement au niveau du collecteur, et une surface conique interne correspondante, d'un angle de 30 , sur l'écrou de retenue, toutes les autres conditions étant identiques, la contrainte maximale résultante de Von Mises a été de 636 MPa avec une contrainte de cercle de 578 MPa. L'addition de l'angle de 30 au contact entre le corps et l'écrou a créé une composante de force radiale s'exerçant sur le corps, force qui s'est opposée à l'expansion de la chambre du clapet pendant la pulsation, en se traduisant par des niveaux de contrainte plus bas. On estime que la présente invention permet d'obtenir aisément une précontrainte allant jusqu'à environ la moitié de la contrainte d'expansion subie par la chambre du clapet, pour une pression de 138 MPa. Cet exemple est remarquable parce que l'écrou de retenue qui est normalement utilisé pour exercer uniquement une charge axiale sur le corps d'injecteur, a été aisément modifié pour fournir une composante de précharge radiale effective, sans changer l'enveloppe dimensionnelle du corps d'injecteur. En particulier, non seulement l'écrou modifié a la même longueur et le même diamètre externe que ceux de l'écrou original mais encore cette conservation des dimensions de l'écrou offre l'avantage additionnel que la portion de pointe du corps d'injecteur n'a pas besoin
d'être allongée pour permettre d'obtenirla capacité d'encaissement de la pression accrue.
Dans beaucoup de modes de réalisation du corps d'injecteur amélioré, l'extrémité inférieure de l'écrou de retenue vient en contact avec une surface complémentaire dans le logement prévu dans la tête de cylindre du moteur. Un autre avantage offert par la présente invention est que la force de serrage axiale dans le logement est transmise aux surfaces coniques coopérantes et qu'elle augmente ainsi la force de précontrainte radiale pour la rendre supérieure à celle produite par l'écrou de retenue lui-même. Par conséquent, l'avantage obtenu dans un fonctionnement normal est encore plus favorable que celui qui a été indiqué par la modélisation par ordinateur laquelle ne tenait pas compte de l'accroissement de la force due au montage de
l'injecteur dans le moteur.
Toutefois, l'invention n'est pas basée sur l'effet de l'accroissement résultant du montage dans le moteur. Dans certains types d'injecteurs, la force de compression peut être obtenue par un moyen autre que l'écrou de retenue. Dans d'autres types d'injecteurs, la région o apparaissent les contraintes internes les plus élevées (par exemple à l'intersection du passage du carburant et de la chambre du clapet, en particulier du collecteur) peut ne pas être comprise dans l'enveloppe définie par l'écrou de retenue installé. Dans ces circonstances, un anneau fretté peut être utilisé pour
fournir la précontrainte de compression latéralement au niveau du collecteur.
L'angle de la surface conique interne sur l'anneau ou sur l'écrou de retenue peut être aisément optimisé pour un type d'injecteur donné mais il est typiquement compris dans la plage d'environ 10 -60 et de préférence 30 -45 . Dans certains cas, il peut être désirable de prévoir un angle de conicité très raide, avec les surfaces coniques s'étendant sur la plus grande partie ou la totalité de l'étendue axiale du corps d'injecteur (en particulier sur la portion du guide du clapet du corps d'injecteur). D'une manière générale, lorsque les particularités internes du corps d'injecteur produisent des rapports élevés entre la contrainte interne de crête et la contrainte moyenne, une capacité améliorée d'un encaissement de la pression exige que la précontrainte de compression soit focalisée sur la région o apparaît la contrainte de crête. Par contre, lorsque les particularités internes de l'injecteur produisent un faible rapport entre la contrainte de crête et la contrainte moyenne, la capacité globale d'encaissement de la pression peut être rendue maximale en répartissant la précontrainte de compression sur une plus grande distance axiale du corps d'injecteur. L'angle de conicité optimal dépend également de la charge axiale exigée pour fixer d'une manière étanche le corps d'injecteur au porte-injecteur et pour immobiliser d'une manière étanche l'ensemble de l'injecteur dans le logement de la tête de cylindre. Des analyses, effectuées par ordinateur, d'écrous de retenue classiques ou de corps classiques sous des forces de serrage axiales de 13500-27000 N indiquent une grande marge jusqu'à l'apparition d'une défaillance. Par conséquent, les écrous de retenue modifiés suivant la présente invention peuvent être soumis à une charge plus élevée que la charge classique, pour produire une composante de précontrainte radiale effective, tout en conservant les forces de serrage axiales traditionnelles qui sont
nécessaires pour satisfaire aux exigences d'étanchement.
On décrira ci-après, à titre d'exemples non limnitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un ensemble d'un injecteur de carburant et de
son support suivant une forme d'exécution de la présente invention.
La figure 2 est une vue de dessus partielle de l'ensemble de l'injecteur et de son support
de la figure 1, illustrant un organe de serrage utilisé pour fixer l'injecteur sur une tête de cylindre.
La figure 3 est une vue en bout de l'ensemble de l'injecteur et du support de la figure 1.
La figure 4 est une vue en coupe axiale, à plus grande échelle, d'une variante de la
forme d'exécution représentée sur la figure 1.
La figure 5 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne 5-5 de la figure 4.
La figure 6 est une vue en coupe axiale, semblable à celle de la figure 4, d'une seconde
forme d'exécution de l'invention.
La figure 7 est une vue en coupe axiale, semblable à celle de la figure 4, d'une troisième
forme d'exécution de l'invention.
La figure 8 est une vue en coupe axiale, semblable à celle de la figure 4, d'une
quatrième forme d'exécution de l'invention.
La figure 1 représente un ensemble d'un injecteur de carburant et de son support comportant un injecteur, désigné d'une manière générale par la référence 10, comprenant un corps d'injecteur tubulaire 12 et un porteinjecteur tubulaire 14. Le corps d'injecteur 12 est un composant d'une seule pièce qui présente une pointe de décharge 16 à son extrémité avant et un guide de clapet 18 à son extrémité arrière. Le corps d'injecteur 12 comporte un alésage 20 s'étendant suivant un axe 21 et qui forme une chambre de clapet dans le corps d'injecteur 12. La pointe de décharge 16 comporte un siège de clapet conique 22 et au moins un orifice de décharge 24 à travers lequel le carburant est déchargé. Un organe ou écrou de retenue 26 est adapté, par l'intermédiaire d'une portion arrière 27 à filetage interne, de manière à maintenir l'extrémité arrière 29 du corps d'injecteur 12 contre l'extrémité avant 31 du porte-injecteur 14, lorsque le filetage 27 est vissé sur un filetage externe 33 prévu sur le porte-injecteur 14. Un pion de guidage 28, prévu sur le porte-injecteur 14, est engagé dans un trou approprié 35 formé dans l'extrémité du corps d'injecteur 12, afin d'assurer un alignement correct. Le contact entre les surfaces 29 et 31 est maintenu par suite du contact entre une surface conique interne 37 sur l'écrou de retenue et une surface correspondante 39, à conicité exteme, prévu sur le guide de clapet 18 du corps
d'injecteur 12.
Pour des raisons qui seront développées plus complètement par la suite, les surfaces coniques complémentaires fournissent l'avantage fonctionnel essentiel de la présente invention c'est-à-dire qu'elles produisent une force de compression, s'exercçant en direction de l'axe central 21, pour restreindre l'expansion de la chambre 20 et d'un passage 34 dans le corps d'injecteur 12,
en évitant ainsi des défaillances liées aux contraintes.
Le porte-injecteur tubulaire 14 comporte un alésage longitudinal 30 aligné coaxialement avec l'alésage central 20 du corps d'injecteur 12. Un alésage transversal 32, de plus grand diamètre, formé dans le porteinjecteur 14, recoupe son alésage longitudinal 30 à proximité de l'extrémité externe du porte-injecteur 14. En outre, le corps d'injecteur 12 et le porte-injecteur 14 comportent des passages d'alimentation en carburant respectifs 34 et 36 qui sont alignés et qui établissent une communication entre l'alésage transversal 32 et la chambre du clapet. Un clapet ou plongeur 40, du type tige, comporte une portion d'appui arrière 42, cylindrique, montée à coulissement dans l'alésage central 20 du guide de clapet 18, et une portion de tige avant 44, d'un diamètre réduit, ayant une pointe conique 46 qui vient en contact avec le siège de clapet 22 afin de commander la décharge du carburant à partir de la chambre du clapet, à travers les orifices de décharge 24. Une saillie 48 s'étend à partir de l'extriémité arrière du clapet 40, vers et dans l'alésage longitudinal 30 du porte-injecteur 14. Un ressort hélicoidal 50, logé dans l'alésage longitudinal 30, est en contact avec un élément 52 d'appui du ressort qui est à son tour en contact avec la saillie 48 afin de solliciter normalement la pointe conique 46 du clapet 40 pour l'appliquer en contact sur le siège du clapet 22. Un petit jeu 54 est prévu entre le clapet 40 et le porte-
injecteur 14 afin de limiter le soulèvement du clapet.
Un organe cylindrique d'entrée du carburant 56 s'étend à travers l'alésage transversal 32 prévu dans le porte-injecteur 14 et il comporte une portion d'emboîtement 58 et une portion d'entrée 60 faisant saillie vers l'extérieur à partir des côtés opposés du porte-injecteur 14. De préférence, l'organe d'entrée 56 peut être brasé au cuivre sur le porte-injecteur 14. La portion d'entrée 60 comporte un passage d'entrée de carburant axial 62 et un orifice radial 64 pour établir une communication entre le passage d'entrée du carburant et les passages d'alimentation en carburant 34 et 36. L'organe d'entrée 56 comporte également un alésage transversal 66 aligné avec l'alésage longitudinal 30 prévu dans le porte-injecteur 14. Une vis de réglage 68 est vissée dans l'alésage longitudinal 30 à l'endroit de l'extrémité externe du porte-injecteur 14 et elle s'étend à travers l'alésage transversal 66 prévu dans l'organe d'entrée 56, afin d'être maintenue en contact avec le ressort hélicoidal 50. La vis est réglable au moyen d'un creux à section hexagonale 70 formé à son extrémité extemrne, afin de régler la compression du ressort hélicoidal 50. Un écrou de blocage 72 est vissé sur la partie extrême externe de la vis de réglage 68 et il peut venir en contact avec l'extrémité externe du porte-injecteur 14, par l'intermédiaire d'une rondelle 74, afin de bloquer la vis en place. Un alésage central 76 prévu dans la vis 68 forme un passage de fuite
pour le carburant qui peut pénétrer dans la chambre du ressort.
L'ensemble formé par l'injecteur de carburant et son support comporte un moyen de serrage chevauchant le corps du porte-injecteur 14 et venant en contact avec l'organe d'entrée, sur deux côtés opposés, afin de fixer l'ensemble à la tête de cylindre. Dans le montage illustré, un organe de serrage ou de fixation allongé 80 est constitué d'un morceau de tôle plat ayant la forme d'un profilé en U, comportant une âme plate allongée 82 et une paire d'ailes perpendiculaires 84 et 86 s'étendant le long des côtés longitudinaux opposés de l'âme plate. Les extrémnités de l'âme 82 sont repliées dans la direction opposée à celle des ailes latérales 84 et 86, afin de renforcer l'âme dans une direction latérale. Une ouverture centrale 88 est prévue dans l'âme plate 82 afin de pouvoir recevoir le porte-injecteur tubulaire 14. L'aile 84 comporte un creux concave 90, par exemple une entaille arrondie (figures 1 et 2) qui recoupe l'ouverture centrale 88 et vient en contact avec la portion d'emboîtement 58 de l'organe d'entrée 56. Une entaille ou un creux concave similaire 92 (figure 1) est prévu dans l'aile 86 pour pouvoir venir en contact avec la portion d'entrée 60 de l'organe d'entrée. Une paire de goujons 94 font saillie à travers des trous 96 situés à proximité des extrémités opposées de l'âme plate 82 de l'organe de fixation 80 et ils sont pourvus d'une paire d'écrous 98 afin de maintenir l'organe de fixation et de fixer l'injecteur à la
tête de cylindre 95.
On peut comprendre ainsi qu'une force de serrage est produite entre le porte-injecteur 14 et le corps d'injecteur 12 par suite du vissage de l'écrou de retenue 26 le long des filetages en prise 27,33. Suivant la pratique courante, avec des surfaces coopérantes plates ou horizontales, on obtient une charge de serrage comprise dans la plage allant de 13500 à 27000 N. En outre, l'autre moyen de serrage, associé à l'organe de fixation 80, sollicite la surface avant 41, sensiblement plate, de la tête 43 de l'écrou de retenue 26 contre une surface d'un logement correspondant prévu dans la tête de cylindre, en exerçant une force qui est typiquement comprise dans la plage allant de 9000 à 22500 N. On comprendra que la force axiale due à l'organe de fixation 80 est transmise par l'intermédiaire des surfaces coopérantes 37,39, en augmentant ainsi
la composante de force dirigée radialement vers l'intérieur et qui est due aux surfaces coniques.
Les figures 4 et 5 représentent une variante 100 de l'invention dans laquelle la structure correspondant à la structure semblable, du point de vue fonctionnel, représentée sur la figure 1, est désignée par une référence numérique qui est augmentée de 100. Dans les deux variantes est particulièrement significative la coopération entre le corps d'injecteur 12,112 et l'écrou de retenue associé 26,126 lorsque la portion filetée 27,127 de l'écrou est vissée. Les surfaces coniques 37, 39 et 137,139 maintiennent une précontrainte de compression sur le corps d'injecteur laquelle a une composante vectorielle agissant radialement vers l'intérieur, en direction de l'intersection du passage de carburant 34,134 avec la chambre du clapet 20,120. Les surfaces coniques transmettent une composante de force de serrage longitudinale, parallèle à l'axe, pour presser le corps et le support (non représentés) l'un vers l'autre, et une composante de force dirigée radialement vers l'intérieur, en direction de l'axe, afin de produire la précontrainte de compression désirée. De préférence la surface conique 39,139 du corps d'injecteur qui est située latéralement au niveau de la portion de collecteur 20b,120b qui, d'une manière classique, est une zone de plus grande dimension prévue dans le corps d'injecteur entre les portions sensiblement cylindriques 20a,120a et 20c,120c. Dans les formes d'exécution illustrées sur les figures 1 et 4, la portion formant collecteur est située dans la portion 18,118 de guidage du clapet du corps d'injecteur
12,112.
Le passage du carburant 34,134 débouche typiquement dans la surface 29, 129 se trouvant à l'extrémité supérieure du corps d'injecteur 12,112 et il s'étend d'une manière générale dans la direction longitudinale à l'intérieur du corps, en étant incliné vers l'axe 21,121, de telle façon que le passage recoupe le collecteur 20b,120b très près de l'endroit o la portion supérieure a,120a de la chambre du clapet commence à s'élargir pour former le collecteur 20b,120b. Il en résulte qu'un voile de matériau relativement mince 12a, 1 l12a est situé à l'intersection de la chambre 20,120 et du passage du carburant 34,134. Des analyses et des résultats de laboratoire ont montré que ce voile de matériau est soumis au rapport le plus élevé entre la contrainte de crête et la contrainte moyenne dans le corps d'injecteur 12,112 et qu'il subit une défaillance liée à la contrainte si le carburant est fourni à travers le passage 34,134 à une pression supérieure aux
pressions habituelles, en particulier si des pressions supérieures à 138 MPa sont désirées.
Dans la forme d'exécution de l'invention illustrée sur les figures 1 et 4, l'angle de conicité a à l'endroit des surfaces complémentaires entre le guide du clapet 18,118 et l'écrou de retenue 26, 126 est avantageusement compris dans la plage allant de 30 à 45 , cet angle étant pris par rapport à un plan de référence p qui est perpendiculaire à l'axe de l'injecteur. Une particularité commune aux formes d'exécution représentées sur les figures 1 et 4 est que l'extrémité inférieure 41,141 de l'écrou de retenue est adaptée de manière à porter contre le logement prévu dans le bloc de culasse si bien que la force agissant entre les surfaces coniques 37,137 et 39,139 par suite du vissage de l'écrou de retenue, peut être augmentée par la charge axiale des surfaces 41,141 contre la tête de cylindre. Cependant, on peut comprendre, en comparant les formes d'exécution des figures 1 et 4, que la distance sur laquelle la tête 43, 143 de l'écrou de retenue 26,126 s'étend en dessous du collecteur 20b, 120b ou le long de la pointe de
décharge 16,116 du corps d'injecteur 12,112 n'est pas importante en ce qui concerne l'invention.
En outre, il n'est pas non plus important pour l'invention que la surface externe de la tête 43,143 puisse avoir un profil différent de celui indiqué dans les formes d'exécution représentées sur les
figures 1 et 4.
La figure 6 représente une seconde forme d'exécution qui représente l'invention dans un contexte plus général. Dans ce cas, un passage de carburant 234 débouche dans la chambre de clapet 220 pour former une région interne 200a à rapport entre la contrainte de crête et la contrainte moyenne. La surface externe conique 239 sur le corps d'injecteur coopère avec la surface conique interne 237 prévue sur un écrou de retenue 226, en formant un angle de 60 . Les surfaces coniques sont situées pratiquement, latéralement, au niveau de l'endroit o le passage 234 débouche dans la chambre 220. D'une manière générale, les angles de conicité peuvent être
compris dans la plage de 10 -60 mais, ainsi qu'il a été indiqué précédemment, une plage de 30 -
est préférée.
L'examen de la figure 6 montre que dans cette forme d'exécution la tête 243 de l'écrou de retenue 226 a une surface inférieure 241 qui est située à un niveau supérieur à celui d'un épaulement 218a sur le guide de clapet 218. Dans cette forme d'exécution, la surface 218a est serrée contre la tête de cylindre au lieu que ce soit la surface 241 sur l'écrou de retenue 226. Bien qu'avec cette forme d'exécution, on ne puisse pas obtenir la totalité de l'avantage procuré par l'invention, parce que la force de serrage exercée sur la tête de cylindre n'augmente pas la force de serrage produite par l'écrou 226, l'invention fournit néanmoins une précontrainte de compression significative, par rapport à la pratique courante suivant laquelle aucune précontrainte radiale n'est
prévue en quelque endroit que ce soit.
La figure 7 illustre une troisième forme d'exécution 300 dans laquelle la surface conique externe 339 sur le corps d'injecteur 312 est sensiblement identique à celle prévue sur le corps d'injecteur 112 de la figure 4, mais la surface agissant contre la surface conique du corps d'injecteur est constituée par un anneau 337 présentant un épaulement interne conique 337' et un coin externe à angle droit qui est supporté par un contre-coin plat de la tête 343 de l'écrou de
retenue 326.
il La figure 8 représente une autre forme d'exécution 400 qui est particulièrement applicable à un injecteur dans lequel le collecteur 420b dans la chambre du clapet 420 est situé, dans le corps d'injecteur 412, à un niveau qui est situé en dessous du niveau "e" o l'écrou de retenue vient en contact avec le corps 412. Dans ce dispositif une surface externe conique ou cylindrique 439 est formée dans le corps d'injecteur, latéralement au niveau du collecteur, mais la surface interne correspondante 437', conique ou cylindrique, est formée sur un anneau 437 qui est
fretté contre la surface 439 du corps.
Les spécialistes de ce domaine technique peuvent comprendre aisément que l'invention, telle qu'elle a été décrite présentement, peut être réalisée suivant d'autres formes d'exécution d'un ensemble d'un injecteur de carburant, de son support associé et du dispositif de serrage. En particulier, le corps d'injecteur pourrait comporter une portion de pointe de décharge ayant une longueur axiale plus grande que celle de la portion de guidage du clapet ou bien encore, ainsi qu'il est suggéré dans la forme d'exécution de la figure 8, la portion de la pointe de décharge pourrait
consister uniquement en un siège de clapet formé dans l'extrémité inférieure du guide du clapet.
De la même façon, la relation géométrique entre l'écrou de retenue, le guide du clapet et la pointe de décharge peut différer considérablement de celle qui a été illustrée. L'emplacement o le rapport entre la contraintede crête et la contrainte moyenne est le plus élevé, à l'intérieur du corps d'injecteur, peut ne pas dépendre nécessairement de la présence d'un collecteur dans le corps bien que l'on puisse s'attendre à ce que les zones à contrainte interne élevée apparaissent au voisinage de la surface de paroi d'au moins un trou débouchant dans l'extrémité supérieure du corps d'injecteur et s'étendant dans une direction généralement longitudinale, vers et dans l'intérieur de ce corps. Ce trou peut être orienté axialement à travers l'injecteur, comme la chambre du clapet, et/ou obliquement par rapport à l'axe, comme le passage de carburant illustré. L'angle particulier des surfaces coniques qui produisent la précontrainte de compression, peut varier suivant que l'on désire une précontrainte relativement élevée dans une zone relativement localisée dans le corps d'injecteur ou que l'on désire une précontrainte relativement basse sur une distance axiale relativement plus grande du corps. Ces options et des options d'optimisation similaires, basées sur
la présente description, peuvent être aisément réalisées par les spécialistes de ce domaine.
Claims (19)
1. Injecteur de carburant comprenant un corps d'injecteur (12,112,212, 312,412) définissant un axe (21) de l'injecteur, ce corps d'injecteur (12,112,212,312,412) comportant un siège (22) et au moins un orifice de décharge (24) à une extrémité axiale du corps, une chambre de clapet (20) centrée sur l'axe (21) et s'étendant entre l'orifice de décharge (24) et l'autre extrémité axiale (29), et un passage d'alimentation en carburant (34) débouchant dans la chambre de clapet (20) dans le corps d'injecteur (12,112,212,312,412), un clapet allongé (40) pouvant coulisser axialement dans la chambre de clapet (20), un porte-injecteur (14) fixé au corps d'injecteur (12,112,212,312,412), ce porte-injecteur (14) comportant un moyen (50) pour solliciter le clapet (40) de manière à l'appliquer sur le siège (22) et un autre passage d'alimentation en carburant (36) connecté au passage d'alimentation en carburant (34) dans le corps d'injecteur (12,112,212, 312,412), caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (37,39;137,139;237, 239;337',339;437) pour maintenir une précontrainte de compression sur le corps d'injecteur (12,112,212,312,412), cette précontrainte s'exerçant radialement vers l'intérieur en direction de l'intersection du passage d'alimentation en carburant (34) et de la chambre de
clapet (20).
2. Injecteur de carburant suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le corps d'injecteur (12,112,212,312) a une surface externe conique (39,139,239,339) située latéralement au niveau de l'intersection, et le moyen (37,39;137,139;237,239;337',339) pour maintenir une
précontraite de compression maintient une force perpendiculaire à cette surface conique.
3. Injecteur de carburant suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen (437) pour maintenir une précontrainte de compression est constitué par un anneau métallique
fietté autour du corps d'injecteur (412), sensiblement latéralement au niveau de l'intersection.
4. Injecteur de carburant suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le moyen (437) pour maintenir une précontrainte de compression est constitué par un anneau métallique
fretté autour du corps d'injecteur (412), sensiblement latéralement au niveau de l'intersection.
5. Injecteur de carburant suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la chambre de clapet (20) comporte un collecteur (20b) de plus grande dimension dans le corps d'injecteur (12) et le passage d'alimentation en carburant (34) débouche dans la chambre de clapet (20) à l'endroit de ce collecteur (20b), en formant un voile mince de matériau entre la chambre de clapet (20) et le passage d'alimentation en carburant (34), et la surface conique (39) sur le corps d'injecteur (12)
est située latéralement au niveau du collecteur (20b).
6. Injecteur de carburant comprenant un corps d'injecteur (12,112,212, 312,412) définissant un axe (21) de l'injecteur, ce corps comportant une pointe de décharge (16) à une extrémité axiale, un guide de clapet (18) à l'autre extrémité axiale, une chambre de clapet (20) centrée sur l'axe (21) et s'étendant entre le guide de clapet (18) et la pointe de décharge (16), et un passage d'alimentation en carburant (34) s'étendant longitudinalement dans le guide de clapet (18) et débouchant dans la chambre de clapet (20) dans le guide de clapet (18), un clapet allongé (40) pouvant coulisser axialement dans la chambre de clapet (20), un porte-injecteur (14) fixé au guide de clapet (18), ce porte-injecteur comportant un moyen (50) pour solliciter le clapet (40) de manière à l'appliquer en contact d'appui sur la pointe de décharge (16) et un autre passage d'alimentation en carburant (36) relié au passage d'alimentation en carburant (34) dans le guide de clapet (18), caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (37,39;137,139;237,239;337', 339;437) pour maintenir une précontrainte de compression sur le guide de clapet (18), cette contrainte s'exerc,çant radialement vers l'intérieur en direction de l'intersection du passage d'alimentation en
carburant (34) et de la chambre de clapet (20).
7. Injecteur de carburant suivant la revendication 6 caractérisé en ce que le guide de clapet (18) a une surface externe conique (39) située latéralement au niveau de l'intersection, le porte-injecteur (14) est fixé au guide de clapet (18) au moyen d'un écrou de retenue (26) ayant une extrémité en prise avec un filetage prévu sur le porte-injecteur (14) et une autre extrémité appliquant, au guide de clapet (18), une force de serrage dirigée axialement, et le moyen (37) pour maintenir une précontrainte de compression est constitué par une surface conique (37)
pressée par l'écrou de retenue (26) contre la surface conique (39) sur le guide de clapet (18).
8. Injecteur de carburant suivant la revendication 7 caractérisé en ce que la surface conique (37) maintenant la précontrainte est constituée par un épaulement interne incliné prévu
sur l'autre extrémité de l'écrou de retenue (26).
9. Injecteur de carburant suivant la revendication 7 caractérisé en ce qu'une surface conique (337') maintenant la précontrainte est formée par un anneau présentant un épaulement intérieur incline et l'autre extrémité de l'écrou de retenue (326) presse la surface conique (337') de
l'anneau (337) contre la surface comniquç (339) du guide de clapet (18).
10. Injecteur de carburant suivant la revendication 7 caractérisé en ce que l'angle de conicité est compris dans la plage de 10 -60 par rapport à un plan de référence perpendiculaire à l'axe (21).
11. Injecteur de carburant suivant la revendication 10 caractérisé en ce que les surfaces
coniques sont inclinées d'un angle compris dans la plage de 30 -45 .
12. Injecteur de carburant suivant la revendication 7 caractérisé en ce que la chambre de clapet (20) comporte un collecteur (20b) de plus grande dimension dans le corps d'injecteur (12) et le passage d'alimentation en carburant (34) débouche dans la chambre de clapet (20) à l'endroit de ce collecteur (20b), en formant un voile mince de matériau entre la chambre de clapet (20) et le passage d'alimentation en carburant (34), et la surface conique (39) sur le corps
d'injecteur (12) est située latéralement au niveau du collecteur (20b).
13. Injecteur de carburant suivant la revendication 8 caractérisé en ce que l'autre extrémité de l'écrou de retenue (26) comporte une surface externe (41) pour le serrage axial de l'injecteur dans un logement de réception prévu dans la tête de cylindre d'un moteur à combustion interne et des moyens sont connectés opérationnellement au porte-injecteur (14) afin de serrer
axialement l'écrou de retenue (26) dans le logement précité.
14. Injecteur de carburant suivant la revendication 8 caractérisé en ce que l'écrou de retenmue (26) applique une force de serrage perpendiculaire aux surfaces coniques, cette force étant comprise dans la plage de 13500-27000 N.
15. Injecteur de carburant suivant la revendication 14 caractérisé en ce que l'injecteur est serré dans un logement prévu dans la tête de cylindre d'un moteur à combustion interne avec une force de serrage, contre le logement, comprise dans la plage d'environ 9000-22500 N.
16. Injecteur comportant un corps d'injecteur (12,112,212,312,412) définissant un axe d'injecteur (21) passant à travers des extrémités supérieure et inférieure du corps, au moins un alésage (20) débouchant dans l'extrémité supérieure (29) du corps et s'étendant dans une direction généralement longitudinale vers et dans l'intérieur du corps, un clapet allongé (40) pouvant coulisser axialementa dans l'un des alésages, un porte-injecteur (14) coopérant avec l'extrémité supérieure (29) du corps d'injecteur (12,112,212,312, 412), ce porte-injecteur (14) comportant un moyen (50) pour solliciter le clapet (40) en direction de l'extrémité inférieure du corps d'injecteur (12,112,212,312,412), et un écrou de retenue (26) pour tirer le corps d'injecteur (12,112,212,312,412) vers le porte-injecteur (14), le long de l'axe (21), caractérisé en ce que l'écrou de retenue (26) comporte un moyen pour produire une composante de force dirigée radialement vers l'intérieur afin de précontraindre en compression l'intérieur du corps d'injecteur (12,112,212,312,412) autour de l'alésage (20), lorsque l'écrou de retenue (26) tire le corps
d'injecteur (12,112,212,312,412) dans le sens axial en direction du porte-injecteur (14).
17. Injecteur de carburant suivant la revendication 16 caractérisé en ce que le corps d'injecteur (12,112,212,312) comporte un épaulement externe conique (39) et l'écrou de retenue (26) comporte un épaulement interne conique coopérant avec l'épaulement prévu sur le corps d'injecteur (12,112,212,312) de telle façon que, lorsque le corps d'injecteur (12,112,212,312) et le porte-injecteur (14) sont tirés l'un vers l'autre, les surfaces coniques (37,39) transmettent une composante de force de serrage longitudinale parallèle à l'axe, afin de tirer le corps (12) et le porte-injecteur (14) l'un vers l'autre, et une composante de force vers l'intérieur, dirigée
radialement vers l'axe (21), afin de produire la précontrainte de compression.
18. Injecteur de carburant suivant la revendication 17 caractérisé en ce que les surfaces coniques (37,39) ont un angle de conicité compris dans la plage de 10 -60 par rapport à un plan
de référence perpendiculaire à l'axe.
19. Injecteur de carburant suivant la revendication 18 caractérisé en ce que l'angle de
conicité est compris dans la plage de 30 -45 .
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