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FR2554173A1 - Pilot injection device for internal combustion engines - Google Patents

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Publication number
FR2554173A1
FR2554173A1 FR8317179A FR8317179A FR2554173A1 FR 2554173 A1 FR2554173 A1 FR 2554173A1 FR 8317179 A FR8317179 A FR 8317179A FR 8317179 A FR8317179 A FR 8317179A FR 2554173 A1 FR2554173 A1 FR 2554173A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
fuel
piston
chamber
injection
high pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8317179A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2554173B3 (en
Inventor
Bernard Guillot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SA
Regie Nationale des Usines Renault
Original Assignee
Renault SA
Regie Nationale des Usines Renault
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SA, Regie Nationale des Usines Renault filed Critical Renault SA
Priority to FR8317179A priority Critical patent/FR2554173B3/en
Publication of FR2554173A1 publication Critical patent/FR2554173A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2554173B3 publication Critical patent/FR2554173B3/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/06Pumps peculiar thereto

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

SUIVANT L'INVENTION, LE PISTON D'INJECTION 2 COMPORTE AU MOINS UN PERCAGE SUPPLEMENTAIRE 12 QUI DEBOUCHE SUR SA PAROI LATERALE D'UNE PART, ET DANS LA CHAMBRE DE GENERATION DE LA HAUTE PRESSION 8 D'AUTRE PART; CE PERCAGE 12 EST SUSCEPTIBLE DE VENIR EN COINCIDENCE AVEC UN PERCAGE 14 DE LA CHEMISE 4 DEBOUCHANT A L'INTERIEUR DE CELLE-CI ET RELIE A LA SOURCE DE COMBUSTIBLE DE BASSE PRESSION, POUR INTERROMPRE A UN INSTANT PREDETERMINE ET PENDANT UNE DUREE PREDETERMINEE APRES L'OBTURATION DES ORIFICES D'ARRIVEE DE COMBUSTIBLE DANS CETTE CHAMBRE HAUTE PRESSION 8, LE REFOULEMENT DU COMBUSTIBLE VERS UN INJECTEUR CORRESPONDANT, ASSOCIE A UN CYLINDRE DU MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. APPLICATION NOTAMMENT AUX DISPOSITIFS D'ALIMENTATION EN COMBUSTIBLE DE MOTEURS THERMIQUES A ALLUMAGE PAR COMPRESSION.FOLLOWING THE INVENTION, THE INJECTION PISTON 2 INCLUDES AT LEAST ONE ADDITIONAL DRILLING 12 WHICH OPENS ON ITS SIDE WALL on the one hand, AND IN THE HIGH PRESSURE GENERATION CHAMBER 8 on the other hand; THIS DRILLING 12 IS LIKELY TO COME IN COINCIDENCE WITH A DRILLING 14 OF THE SHIRT 4 OPENING INSIDE IT AND CONNECTING TO THE LOW PRESSURE FUEL SOURCE, TO INTERRUPT AT A PREDETERMINED INSTANT AND FOR A PREDETERMINED PERIOD. '' CLOSURE OF THE FUEL INLET PORTS IN THIS HIGH PRESSURE CHAMBER 8, THE DISCHARGE OF THE FUEL TO A CORRESPONDING INJECTOR, ASSOCIATED WITH A CYLINDER OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE. APPLICATION IN PARTICULAR TO FUEL SUPPLY DEVICES FOR COMPRESSION IGNITION THERMAL ENGINES.

Description

DISPOSITIF D'INJECTION PILOTE POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE
La présente invention se rapporte à un dispositif d'injection pilote pour un moteur à combustion interne du type procurant une pré-injection de la charge de combustible très tôt dans le cycles avec une faible quantité et une durée d'injection petite par rap port au délai d'auto-inflammation du combustible, et une injection principale du complément de charge dans un milieu plus chaud et plus comprimé.
PILOT INJECTION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
The present invention relates to a pilot injection device for an internal combustion engine of the type providing a pre-injection of the fuel charge very early in the cycles with a small quantity and a short injection duration relative to the delay of auto-ignition of the fuel, and a main injection of the additional charge in a warmer and more compressed environment.

L'injection pilote permet un allumage du combustible d'injection principale presque sans délai d1 allumage. Il en résulte une combustion plus progressive, un front de pression plus doux dans la chambre de combustion, et une amélioration du rendement thermique alliée à une réduction du bruit émis par le moteur principalement au voisinage du ralenti.  Pilot injection allows ignition of the main injection fuel almost without ignition delay. This results in more progressive combustion, a smoother pressure front in the combustion chamber, and an improvement in thermal efficiency combined with a reduction in the noise emitted by the engine mainly in the vicinity of idling.

Ce type d'injection permet ainsi de se libérer des contraintes relatives à un taux d'introduction qui doit normalement rester au-dessous d'un seuil donné pour un niveau limite de bruit. This type of injection thus makes it possible to free oneself from the constraints relating to an introduction rate which must normally remain below a given threshold for a noise limit level.

De nombreux mécanismes générarement compliqués ont: été conçus pour assurer cette injection en deux phases. Many generally complicated mechanisms have been designed to provide this injection in two phases.

La présente invention propose un dispositif d1 injection courammentb pilote directement dérivé des dispositifs d'injection/utilisés, et dont les moyens supplémentaires pour obtenir cette pré-injection se révèlent d'une mise en oeuvre particulièrement facile et éco- nomique. The present invention proposes an injection device commonly pilot directly derived from the injection devices used, and the additional means of which for obtaining this pre-injection prove to be particularly easy and economical to use.

Ce dispositif d'injection pilote conforme à l'invention est du type comprenant une chambre de génération de la haute pression délimitée dans une chenu se et dont le volume est modifié par le déplacement continu et alternatif entre deux positions de point mort haut et bas, d'un piston obturant au cours de son déplacement vers le point mort haut au moins un orifice d'arrivée de combustible dans cette chambre ainsi reliée à une source de combustible
de basse pression, pour refouler le combustible hors de cette
chambre vers un injecteur associé à un cylindre de moteur à
combustion interne, ce piston présentant des moyens pour déterminer
le début et la fin du refoulement de combustible.
This pilot injection device according to the invention is of the type comprising a high pressure generation chamber delimited in a chenu se and the volume of which is modified by continuous and alternating movement between two top and bottom neutral positions, of a piston closing during its movement towards top dead center at least one fuel inlet orifice in this chamber thus connected to a fuel source
low pressure, to push the fuel out of this
chamber to an injector associated with an engine cylinder
internal combustion, this piston having means for determining
the start and end of fuel delivery.

Suivant une particularité avantageuse de l'invention, ce
piston comporte au moins un perçage supplémentaire qui débouche
sur sa paroi latérale d'une part, et dans cette chambre haute
pression d'autre part 5 ce perçage est de plus susceptible de
venir en coincidence avec un perçage de cette chemise débouchant
à l'intérieur de celle-ci et relié à cette source de basse pres
sion, pour interrompre à un instant prédéterminé et pendant une
durée de temps- prédéterminée après l'obturation des orifices
d'arrivée de combustible, le refoulement du combustible vers un
injecteur correspondant.
According to an advantageous feature of the invention, this
piston has at least one additional hole which opens out
on its side wall on the one hand, and in this upper room
pressure on the other hand 5 this drilling is more likely to
to coincide with a piercing of this emerging shirt
inside it and connected to this bass source near
sion, to interrupt at a predetermined time and for a
duration of time - predetermined after closing the orifices
fuel supply, the delivery of fuel to a
corresponding injector.

Ces moyens supplémentaires s'appliquent aux pompes d'in
jection à éléments en ligne, aux pompes d'injection à distributeur
rotatif et aux injecteurs-pompes.
These additional means apply to in pumps
in-line element junction, to distributor injection pumps
rotary and injector pumps.

L'invention sera mieux comprise au cours de la description
qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés donnés
uniquement à titre d'exemple nullement limitatif pour illustrer Sun mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels
- la figure l représente une vue schématique en coupe longitu
dinale et axiale d'un dispositif d'injection conforme à
l'inveation et destiné à un moteur monocylindre à combustion
interne ;;
- la figure 2 représente une vue schématique du dispositif précé
dent en coupe transversale suivant la ligne 2-2
- la figure 3 représente deux trajectoires t et td d'un
trou sur la paroi latérale d'un piston d'injection, obtenues 0 <
à partir de la variation de la position angulairegdu vilebrequin
en fonction de la course axiale x du piston d'injection ; et - la figure 4 représente deux courbes de variation d'une levée
d'aiguille d'injecteur h en fonction de la position du
piston du moteur, exprimée en position angulaire zW du vilebrequin,
courbe illustrant le refoulement du combustible.
The invention will be better understood during the description
which follows, made with reference to the appended drawings given
solely by way of nonlimiting example to illustrate Sun embodiment of the invention, and in which
- Figure l shows a schematic view in longitu section
dinal and axial of an injection device conforming to
inveation and intended for a single cylinder combustion engine
internal ;;
- Figure 2 shows a schematic view of the above device
tooth in cross section along line 2-2
- Figure 3 shows two trajectories t and td of a
hole in the side wall of an injection piston, obtained 0 <
from the variation of the angular positiong of the crankshaft
as a function of the axial stroke x of the injection piston; and - Figure 4 shows two variation curves of a lift
injector needle h depending on the position of the
engine piston, expressed in angular position zW of the crankshaft,
curve illustrating the fuel delivery.

Les figures l et 2 montrent schématiquement un dispositif d'injection type pour un moteur monocylindre à combustion interne ce dispositif comprend notamment un piston 2 animé d'un mouvement alternatif et continu à l'intérieur d'une chemise 4 entre une position de point mort bas et une position de point mort haut. Ce piston est en contact par sa tête 6 avec une chambre de génération de la haute pression 8 délimitée à l'intérieur de cette chemise 4 et dont le volume est rendu variable par le déplacement du piston 2. Au moins un orifice d'arrivée 10 de combustible débouche dans cette chambre 8 de manière à permettre le remplissage de celle-ci lorsque le piston 2 occupe sa position de point mort bas. Cet orifice 10 relie donc la chambre 8 à une source de combustible de basse pression.Le piston 2 obture au cours de son déplacement vers sa position de point mort haut l'orifice 10 de façon à refouler le combustible hors de la chambre 8 vers un injecteur non représenté, associé au cylindre du moteur. Le piston présente par ailleurs des moyens connus en soi pour déterminer le début et la fin du refoulement de combustible. FIGS. 1 and 2 schematically show a typical injection device for a single-cylinder internal combustion engine. This device notably comprises a piston 2 driven by a reciprocating and continuous movement inside a jacket 4 between a neutral position. down and a top dead center position. This piston is in contact by its head 6 with a high pressure generation chamber 8 delimited inside this jacket 4 and whose volume is made variable by the displacement of the piston 2. At least one inlet orifice 10 of fuel opens into this chamber 8 so as to allow filling thereof when the piston 2 occupies its bottom dead center position. This orifice 10 therefore connects the chamber 8 to a low pressure fuel source. The piston 2 closes during its movement towards its top dead center position the orifice 10 so as to discharge the fuel out of the chamber 8 towards a injector not shown, associated with the engine cylinder. The piston also has means known per se for determining the start and end of the fuel delivery.

Conformément à l'invention, le piston 2 comporte un perçage supplémentaire 12 (cas d'un monocylindre) qui débouche sur sa paroi latérale d'une part, et dans la chambre haute pression 8 d'autre part, par exemple axialement sur les figures l et 2. Le perçage supplémentaire 12 est susceptible de venir en coincidence avec un perçage 14 réalisé dans la chemise 4 où elle débouche en étant relié à la source de combustible de basse pression
En référence aux figures 3 et 4, le dispositif d'injection précédemment décrit fonctionne de la manière suivante
Chaque point géométrique de la périphérie du piston 2 décrit une trajectoire répétitive t semblable à celle représentée à la figure 3Jcorrespondant au trou de perçage 12.
According to the invention, the piston 2 has an additional bore 12 (in the case of a single cylinder) which opens on its side wall on the one hand, and in the high pressure chamber 8 on the other hand, for example axially in the figures l and 2. The additional bore 12 is likely to coincide with a bore 14 made in the jacket 4 where it opens by being connected to the low pressure fuel source
Referring to Figures 3 and 4, the injection device previously described operates as follows
Each geometrical point of the periphery of the piston 2 describes a repetitive trajectory t similar to that represented in FIG. 3J corresponding to the drilling hole 12.

Sa position peut être ainsi repérée par son abscisse curviligne s
Pour la majorité des dispositid'injection à phase unique, l'injection se déroule en une seule fois de so à sl. Dans une pompe d'injection conforme à l'invention, la pré-injection se produit de so à sti, l'aiguille dtinjecteur reposant sur son siège en position de fermeture de s'l à s'2, et l'injection principale a lieu de s'2 à s2.
Its position can thus be identified by its curvilinear abscissa s
For the majority of single-phase injection devices, the injection takes place in one go from so to sl. In an injection pump according to the invention, the pre-injection occurs from so to sti, the injector needle resting on its seat in the closed position from s'l to s'2, and the main injection has instead of s'2 to s2.

L'espace créé entre les deux phases d'injection est occasionné par une décharge pilotée du débit d'injection vers l'intérieur de la pompe plutôt que vers l'injecteur considéré
Ce phénomène se répète bien sûr pour chacun des cylindres d'un moteur à n cylindres, cas où le piston d'injection 2 présente n trous supplémentaires.
The space created between the two injection phases is caused by a controlled discharge of the injection flow towards the interior of the pump rather than towards the injector considered.
This phenomenon is repeated of course for each of the cylinders of an engine with n cylinders, case where the injection piston 2 has n additional holes.

Deux phases de refoulement I et II de combustible hors de la chambre 8 sont illustrées sur la figure 4 où le début M de la pré-injection I peut être déclenché-à un instant correspondant à un angle de rotation C4 (M) du vilebrequin avant le point mort haut du piston du cylindre, pour un régime de ralenti à faible charge du moteur oil il s'avère utile de réduire le bruit émis. Two fuel delivery phases I and II from the chamber 8 are illustrated in FIG. 4 where the start M of the pre-injection I can be triggered - at an instant corresponding to an angle of rotation C4 (M) of the front crankshaft the top dead center of the cylinder piston, for an idle speed at low engine load where it is useful to reduce the noise emitted.

L'invention fournit de façon avantageuse la possibilité de n'appliquer l'injection pilote que pour des conditions de fonctionnement du moteur désirées ; en effet, on peut éliminer aisément la pré-injection en déplaçant le piston 2 par rapport à la chemise 4 de manière à lui faire décrire une trajectoire relative décalée td sans colncidence des trous 12 et 14 (cf. The invention advantageously provides the possibility of applying pilot injection only for desired engine operating conditions; in fact, it is easy to eliminate the pre-injection by moving the piston 2 relative to the jacket 4 so as to make it describe an offset relative trajectory td without coincidence of the holes 12 and 14 (cf.

figure 3), ce qui se retrouve aussi sur la courbe c de la figure 4 correspondant à un régime élevé du moteur à pleine charge.Figure 3), which is also found on curve c of Figure 4 corresponding to a high engine speed at full load.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. C'est le cas notamment des systèmes d'injection qui comportent un piston distributeur ne générant pas une haute pression. Ce piston peut donc recevoir comme précédemment, au moins un perçage supplémentaire en communication avec la chambre de haute pression, et susceptible de venir temporairement en coîncidence au cours de la phase d'injection, avec un orifice de décharge associé, réalisé dans la chemise du piston distributeur et relié à la source de basse pression.  Of course, the invention is not limited to the example of embodiment described and shown above, from which other forms and embodiments can be provided, without thereby departing from the scope of the invention. This is particularly the case for injection systems which include a distributor piston which does not generate a high pressure. This piston can therefore receive, as before, at least one additional bore in communication with the high pressure chamber, and capable of coming temporarily into coincidence during the injection phase, with an associated discharge orifice, produced in the jacket of the distributor piston and connected to the low pressure source.

Claims (1)

REVENDICATIONS.CLAIMS. 1. Dispositif d'injection pilote de combustible pour un moteur à combustion interne, du type comprenant une chambre de génération de la haute pression délimitée dans une chemise et dont le volume est modifié par le déplacement continu et alternatif entre deux positions de point mort haut et bas, d'un piston obturant au cours de son déplacement vers le point mort haut au moins un orifice d'arrivée de combustible dans cette chambre ainsi reliée à une source de combustible de basse pression, pour refouler le combustible hors de cette chambre vers un injecteur associé à un cylindre de ce moteur, ledit piston présentant des moyens pour déterminer le début et la fin du refoulement de combustible, caractérisé en ce que ce-piston (2) comporte au moins un perçage supplémentaire (12) qui débouche sur sa paroi latérale d'une part, et dans cette chambre haute pression (8) d'autre part, et en ce que ce perçage (12) est susceptible de venir en coincidence avec un perçage (14) de cette chemise (4) débouchant à l'intérieur de celle-ci et relié à cette source de basse pression, pour interrompre à un instant prédéterminé et pendant une durée de temps prédéterminée apres l'obturation d'au moins un orifice d'arrivée de combustible, le refoulement du combustible vers un injecteur correspondant. 1. Pilot fuel injection device for an internal combustion engine, of the type comprising a high pressure generation chamber delimited in a jacket and the volume of which is modified by continuous and alternating movement between two top dead center positions and bottom, of a piston closing during its movement towards the top dead center at least one fuel inlet orifice in this chamber thus connected to a source of low pressure fuel, for driving the fuel out of this chamber towards an injector associated with a cylinder of this engine, said piston having means for determining the beginning and the end of the fuel delivery, characterized in that this piston (2) comprises at least one additional bore (12) which leads to its side wall on the one hand, and in this high pressure chamber (8) on the other hand, and in that this bore (12) is likely to come into coincidence with a bore (14) of this jacket (4) d boiling inside of it and connected to this low pressure source, to interrupt at a predetermined instant and for a predetermined period of time after shutting off at least one fuel inlet orifice, the discharge of the fuel to a corresponding injector.
FR8317179A 1983-10-27 1983-10-27 PILOT INJECTION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES Expired FR2554173B3 (en)

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FR2554173A1 true FR2554173A1 (en) 1985-05-03
FR2554173B3 FR2554173B3 (en) 1986-02-21

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FR8317179A Expired FR2554173B3 (en) 1983-10-27 1983-10-27 PILOT INJECTION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0219667A1 (en) * 1985-10-18 1987-04-29 GebràœDer Sulzer Aktiengesellschaft Fuel injection device for diesel engines

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0219667A1 (en) * 1985-10-18 1987-04-29 GebràœDer Sulzer Aktiengesellschaft Fuel injection device for diesel engines

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FR2554173B3 (en) 1986-02-21

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