FR2636097A1

FR2636097A1 - Device for supplying a two-body mixture of fuel and air for an internal combustion engine

Info

Publication number: FR2636097A1
Application number: FR8911654A
Authority: FR
Inventors: Gianni Fargnoli; Maurizio Xella
Original assignee: Weber SRL
Current assignee: Weber SRL
Priority date: 1988-09-06
Filing date: 1989-09-06
Publication date: 1990-03-09
Also published as: IT215036Z2; GB8920055D0; IT8853381V0; GB2223801A; BR8904500A

Abstract

The device comprises a body in which are formed two pipes for supplying a mixture, each pipe being controlled by a corresponding butterfly valve, and a cover 6 arranged over the body and including two seats 7 for a corresponding number of valves for metering and atomising fuel, and a pipe 9 for the intake of air into the device. The device is characterised in that the cover practically comprises an annular element 12 intended to rest on the body and defining with it an air pipe, a pair of support elements 14 of tubular shape on each of which is formed at least one of the seats, and which are each connected to the annular element 12 by a rib 16, and a small unit 17 interposed between the two support elements and the annular element, which is intended to define a seat 18 for a device for regulating the pressure of the fuel.

Description

La présente invention concerne un dispositif pour introduire un mélange de carburant et d'air dans un moteur à combustion interne, du type dans lequel le mélange est formé en fournissant au courant d'air des quantités prédéterminées d'un carburant atomisé provenant d'au moins une soupape de dosage et d'atomisation du carburant actionnée électromagnétiquement. The present invention relates to a device for introducing a mixture of fuel and air into an internal combustion engine, of the type in which the mixture is formed by supplying to the air stream predetermined amounts of atomized fuel from at least minus an electromagnetically actuated fuel metering and atomizing valve.

On connaît des dispositifs de ce type qu'on pourrait définir comme du type à'"double corps", étant donné qu'ils comportent une paire de soupapes de dosage et d'atomisation du carburant.De tels dispositifs comportent un corps dans lequel deux conduites sont formées pour fournir le mélange, chacune étant commandée par une soupape-papillon correspondante, et un couvercle disposé sur le corps et comportant deux sièges pour les soupapes de dosage et d'atomisation correspondantes. Le dispositif comprend en outre une conduite pour l'admission d'air pour la formation du mélange et un régulateur de pression ayant pour fonction de maintenir pratiquement constante la pression du carburant fournie aux soupapes de dosage et d'atomisation du carburant. Devices of this type are known which could be defined as of the "double body" type, since they comprise a pair of metering and fuel atomization valves. Such devices comprise a body in which two lines are formed to supply the mixture, each controlled by a corresponding butterfly valve, and a cover disposed on the body and having two seats for the corresponding metering and atomizing valves. The device further comprises a pipe for the admission of air for the formation of the mixture and a pressure regulator having the function of keeping the pressure of the fuel supplied to the metering and fuel atomizing valves practically constant.

Un dispositif de ce type est décrit dans la demande de brevet italien nO 67495-A/88 déposée le 27 mai 1988 et ayant pour titre : "A device for supplying a mixture of air and fuel for an internal combustion engine." (Dispositif pour fournir un mélange d'air et de carburant dans un moteur à combustion interne). A device of this type is described in Italian patent application No. 67495-A / 88 filed on May 27, 1988 and having as title: "A device for supplying a mixture of air and fuel for an internal combustion engine." (Device for supplying a mixture of air and fuel in an internal combustion engine).

La présente invention a pour objet un dispositif de ce type ayant une structure très simple et pouvant être fabriqué à faible coût et dans lequel les conduites pour la fourniture du carburant aux soupapes de dosage et d'atomisation et pour la connexion de celles-ci au régulateur de pression ont une longueur réduite et donnent naissance à une chute de pression très modeste. La présente invention a pour autre objet un dispositif de ce type dans lequel le mélange introduit dans chacune des deux conduites de fourniture est formé d'une manière homogène dans une zone bien séparée de celle dans laquelle est formé le mélange fourni à l'autre conduite. The present invention relates to a device of this type having a very simple structure and can be manufactured at low cost and in which the lines for the supply of fuel to the metering and atomization valves and for the connection thereof to the pressure regulators have a reduced length and give rise to a very modest pressure drop. Another subject of the present invention is a device of this type in which the mixture introduced into each of the two supply lines is formed in a homogeneous manner in a zone well separated from that in which the mixture supplied to the other line is formed. .

Cet objet est atteint au moyen d'un dispositif de fourniture d'un mélange de carburant et d'air à un moteur à combustion interne comprenant un corps dans lequel sont ménagées deux conduites de fourniture d'un mélange, chacune étant commandée par une soupape-papillon correspondante, un couvercle disposé sur le corps qui comprend deux sièges pour un nombre correspondant de soupapes de dosage et d'atomisation du carburant, et une conduite pour l'admission de l'air dans le dispositif, ce dispositif comportant en outre un régulateur de pression destiné à maintenir sensiblement constante la pression du carburant fourni aux soupapes de dosage et d'atomisation, caractérisé en ce que le couvercle comporte pratiquement
- un élément annulaire destiné à reposer sur le corps et définissant la conduite d'air;;
- deux éléments de support de forme tubulalre,l'un des sièges étant forme sur chacun d'eux et chacun étant étant connecté à l'élément annulaire au moyen dune nervure;
- un petit bloc interposé entre les deux éléments de support et l'élément annulaire définissant un siège pour le régulateur de pression.This object is achieved by means of a device for supplying a mixture of fuel and air to an internal combustion engine comprising a body in which are formed two pipes for supplying a mixture, each being controlled by a valve. -patch corresponding, a cover disposed on the body which includes two seats for a corresponding number of metering and fuel atomization valves, and a pipe for the admission of air into the device, this device further comprising a pressure regulator for keeping the pressure of the fuel supplied to the metering and atomizing valves substantially constant, characterized in that the cover comprises practically
- an annular element intended to rest on the body and defining the air duct ;;
- two tubular support elements, one of the seats being formed on each of them and each being connected to the annular element by means of a rib;
- a small block interposed between the two support elements and the annular element defining a seat for the pressure regulator.

La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels
La figure 1 est une vue en plan du dispositif de la présente invention;
La figure 2 est une vue de côté du dispositif;
La figure 3 est une vue en coupe du dispositif prise suivant un plan vertical;
La figure 4 est une vue en plan prise du dessus du corps que comporte le dispositif;
La figure 5 est une vue en coupe du corps de la figure 4 prise le long de la ligne V-V;
La figure 6 est une vue en plan prise du dessus du corps que comporte le dispositif;
Les figures 7 et 8 sont des vues en coupe du couvercle de la figure 6 prises le long des lignes VII-VII et VIII-VIII respectivement; et
Les figures 9 et 10 sont des vues en coupe du couvercle prises le long des lignes
IX-IX et X-X respectivement représentées en figures 7 et 8.The present invention will be understood from the following description given in conjunction with the accompanying drawings in which
Figure 1 is a plan view of the device of the present invention;
Figure 2 is a side view of the device;
Figure 3 is a sectional view of the device taken along a vertical plane;
Figure 4 is a plan view taken from above of the body of the device;
Figure 5 is a sectional view of the body of Figure 4 taken along the line VV;
Figure 6 is a plan view taken from above of the body of the device;
Figures 7 and 8 are sectional views of the cover of Figure 6 taken along lines VII-VII and VIII-VIII respectively; and
Figures 9 and 10 are sectional views of the cover taken along the lines
IX-IX and XX respectively shown in Figures 7 and 8.

En liaison tout d'abord avec les figures 1 à 3, le dispositif de la présente invention comprend pratiquement un corps 1 dans lequel sont formées deux conduites 3 et 4 pour fournir le mélange au collecteur du moteur sur lequel le dispositif est monté, chaque conduite étant commandée par une soupape-papillon correspondante 5. Le dispositif comprend en outre un couvercle 6 disposé sur le corps et fixé à celui-ci. Sur le couvercle deux sièges 7 sont formés pour des soupapes correspondantes 8 de dosage et d'atomisation du carburant actionnées électromagnétiquement et une conduite 9 pour l'admission de l'air dans le dispositif. Firstly in connection with FIGS. 1 to 3, the device of the present invention practically comprises a body 1 in which two pipes 3 and 4 are formed to supply the mixture to the manifold of the engine on which the device is mounted, each pipe being controlled by a corresponding butterfly valve 5. The device further comprises a cover 6 disposed on the body and fixed thereto. On the cover two seats 7 are formed for corresponding valves 8 for metering and atomizing the fuel electromagnetically actuated and a line 9 for the admission of air into the device.

Le dispositif comprend en outre un régulateur de pression 10 d'un type connu destiné à maintenir à une valeur sensiblement constante la pression du carburant fourni aux soupapes 8. Ce régulateur comprend normalement une chambre pour le carburant qui communique avec la zone du dispositif dont la pression doit être maintenue constante par le régulateur et avec une conduite de refoulement du carburant; la section transversale d'écoulement de cette dernière est commandée par un élément d'obturateur fixé à une membrane déformable sur laquelle agit la force exercée par un ressort en spirale; lorsque la pression régnant dans la chambre dépasse la valeur prédéterminée, l'élément d'obturateur ouvre la conduite de refoulement afin de décharger une certaine quantité du carburant et renouveler la valeur correcte de la pression à l'intérieur de la chambre. The device further comprises a pressure regulator 10 of a known type intended to maintain the pressure of the fuel supplied to the valves 8 at a substantially constant value. This regulator normally includes a fuel chamber which communicates with the zone of the device whose pressure must be kept constant by the regulator and with a fuel delivery line; the flow cross section of the latter is controlled by a shutter element fixed to a deformable membrane on which the force exerted by a spiral spring acts; when the pressure prevailing in the chamber exceeds the predetermined value, the shutter element opens the discharge line in order to discharge a certain amount of fuel and renew the correct value of the pressure inside the chamber.

Selon la présente invention, le couvercle 6 représenté en figures 6 à 10 comprend pratiquement un élément annulaire 12 destiné à reposer sur le corps 1 et définissant à l'intérieur de celui-ci une conduite 13 pour l'air; le couvercle comporte en outre une paire d'éléments de support 14 de forme tubulaire, sur chacun desquels un siège correspondant 7 étant formé pour une soupape 8 de dosage et d'atomisation du carburant et chacun d'eux étant relié a l'élément annulaire 12 au moyen d'une nervure 16. According to the present invention, the cover 6 shown in Figures 6 to 10 comprises substantially an annular element 12 intended to rest on the body 1 and defining inside thereof a pipe 13 for air; the cover further comprises a pair of support elements 14 of tubular shape, on each of which a corresponding seat 7 is formed for a valve 8 for metering and atomizing the fuel and each of them being connected to the annular element 12 by means of a rib 16.

Le corps comporte en outre un petit bloc 17 interposé entre les deux éléments du support 14 et l'élément annulaire 12 et définissant un siège 18 pour le régulateur de pression 10.The body also comprises a small block 17 interposed between the two elements of the support 14 and the annular element 12 and defining a seat 18 for the pressure regulator 10.

Sur le couvercle 6 est formé un premier trou 21 ayant un axe sensiblement perpendiculaire à celui du couvercle lui-même qui traverse transversalement l'élément annulaire 12 et le petit bloc 17 comme on le voit clairement en figure 6, et une paire de seconds trous 22 qui traversent chacun l'élément tubulaire, le petit bloc et l'un des éléments de support 14 d'une soupape de dosage et d'atomisation du carburant; chaque trou 22 a un axe perpendiculaire à celui du trou 21 et relie ce dernier à l'un des sièges 7 d'une soupape de dosage et d'atomisation du carburant; en outre, comme on le voit en figure 7, l'axe de chaque trou 22 forme un angle compris entre 0 et 900 avec l'axe du couvercle 6. On the cover 6 is formed a first hole 21 having an axis substantially perpendicular to that of the cover itself which crosses transversely the annular element 12 and the small block 17 as can be clearly seen in FIG. 6, and a pair of second holes 22 which each pass through the tubular element, the small block and one of the support elements 14 of a metering and fuel atomization valve; each hole 22 has an axis perpendicular to that of the hole 21 and connects the latter to one of the seats 7 of a fuel metering and atomizing valve; in addition, as can be seen in FIG. 7, the axis of each hole 22 forms an angle between 0 and 900 with the axis of the cover 6.

Une extrémité du trou 21 est fermée par un bouchon 23 alors que l'autre extrémité de ce trou communique avec un coupleur 24 pour l'entrée du carburant dans le dispositif. Une extrémité du trou 22 est fermée par un bouchon correspondant 25 (figures 6 et 7). One end of the hole 21 is closed by a plug 23 while the other end of this hole communicates with a coupler 24 for the entry of fuel into the device. One end of the hole 22 is closed by a corresponding plug 25 (Figures 6 and 7).

Le couvercle 6 comprend en outre une cavité 26, ménagée dans le bloc 17, qui a un axe coïncidant pratiquement avec celui du couvercle comme on le voit en figure 8. La cavité a une forme telle que les sections relatives sont des arcs de cercle comme on peut le voir en figure 6; elle débouche en correspondance avec le siège 18 pour le régulateur de pression 10 (figure 8) et communique avec chacun des sièges 7 des soupapes de dosage et d'atomisation du carburant au moyen d'un trou correspondant 27, chacun traversant une partie du petit bloc 17 et un élément de support correspondant 14 de la soupape. Comme on le voit en figure 8, l'axe de chacun des trous 27 forme un angle compris entre 0 et 900 avec l'axe du couvercle.On choisit cette inclinaison pour pouvoir faire le trou avec un outil rotatif de perçage sans interférence avec le bord 28 (figure 8) du siège associé 7 d'une soupape de dosage et d'atomisation de carburant. The cover 6 further comprises a cavity 26, formed in the block 17, which has an axis substantially coinciding with that of the cover as seen in FIG. 8. The cavity has a shape such that the relative sections are arcs of a circle as we can see it in figure 6; it opens in correspondence with the seat 18 for the pressure regulator 10 (FIG. 8) and communicates with each of the seats 7 of the metering and fuel atomization valves by means of a corresponding hole 27, each passing through a part of the small block 17 and a corresponding support element 14 of the valve. As seen in Figure 8, the axis of each of the holes 27 forms an angle between 0 and 900 with the axis of the cover. We choose this inclination to be able to make the hole with a rotary drilling tool without interference with the edge 28 (FIG. 8) of the associated seat 7 of a fuel metering and atomizing valve.

Le corps 1 comprend en outre une paire de trous pratiquement perpendiculaires 29 et 30 (figure 8) servant à mettre en communication le siège 18 du régulateur de pression et un coupleur 31 pour le refoulement du carburant à partir du régulateur lui-même. The body 1 also comprises a pair of practically perpendicular holes 29 and 30 (FIG. 8) used to put the seat 18 of the pressure regulator into communication and a coupler 31 for the delivery of fuel from the regulator itself.

Le corps 1 comprend une paire de surfaces annulaires 34 (figures 1 et 5),chacune s'étendant à partir de l'une des conduites de fourniture de mélange 3,4 et s'élargissant vers le couvercle et une autre paire de surfaces annulaires 35, chacune s'étendant à partir de l'une des surfaces précédentes et s'élargissant aussi vers le couvercle. Le corps comporte en outre une nervure rectiligne 36 servant à séparer les deux surfaces 35. Alors que les surfaces 34 sont des surfaces coniques, les surfaces 35 sont des surfaces de révolution dont les génératrices sont des lignes droites ayant une inclinaison différente de l'axe du corps comme on peut le voir en figure 3. En outre, chacune des surfaces 34 a un angle différent du cône par rapport à l'autre. Enfin, chacune des surfaces 35 est réunie à la nervure rectiligne 16. Body 1 includes a pair of annular surfaces 34 (Figures 1 and 5), each extending from one of the mixing supply lines 3,4 and widening towards the cover and another pair of annular surfaces 35, each extending from one of the preceding surfaces and also widening towards the cover. The body further comprises a rectilinear rib 36 used to separate the two surfaces 35. While the surfaces 34 are conical surfaces, the surfaces 35 are surfaces of revolution whose generatrices are straight lines having a different inclination from the axis of the body as can be seen in FIG. 3. In addition, each of the surfaces 34 has a different angle from the cone relative to the other. Finally, each of the surfaces 35 is joined to the rectilinear rib 16.

Dans le dispositif de la présente invention, on a formé un trajet pour l'air et pour le mélange qui ne présente aucune discontinuité et avec des sections qui varient progressivement entre la conduite 9 d'admission d'air et les conduites 3 et 4 de fourniture de mélange. Le long du trajet, on trouve les zones 38 définies dans les surfaces 34 et 35 dans lesquelles le carburant atomisé est injecté pour la formation du mélange. In the device of the present invention, a path has been formed for the air and for the mixture which has no discontinuity and with sections which vary progressively between the air intake pipe 9 and the pipes 3 and 4 of supply of mixture. Along the path, there are the zones 38 defined in the surfaces 34 and 35 into which the atomized fuel is injected for the formation of the mixture.

En figure 3, la référence 39 indique deux génératrices de la surface conique qui délinitent le jet de carburant atomisé produit par chacune des soupapes.In FIG. 3, the reference 39 indicates two generators of the conical surface which define the jet of atomized fuel produced by each of the valves.

Les deux zones 38 dans lesquelles le mélange est formé sont séparées l'une de l'autre par la nervure 16 réunie,de la manière décrite ci-dessus , aux surfaces 35 et par conséquent, il n'y a aucune interférence entre ces deux zones et donc, l'écoulement du mélange qui est formé dans chacune d'entre elles et qui est acheminé vers les conduites de fourniture 3 et 4 n'a aucune influence sur l'écoulement correspondant formé dans l'autre zone. The two zones 38 in which the mixture is formed are separated from each other by the rib 16 joined, as described above, to the surfaces 35 and therefore, there is no interference between these two. zones and therefore, the flow of the mixture which is formed in each of them and which is routed to the supply lines 3 and 4 has no influence on the corresponding flow formed in the other zone.

Le circuit pour la fourniture de carburant aux soupapes de dosage et d'atomisation comporte des sections de conduite très courtes qui par conséquent ne donnent naissance qu'à une chute de pression très modeste . Cette conduite est formée pratiquement par les trous 21 et 22 qui mettent le raccord 24 d'entrée du carburant en communication avec les sièges 7 des soupapes; en outre, les trous nécessaires pour la formation du circuit du carburant peuvent être formés facilement par usinage à partir d'ébauches obtenues, par exemple, par la technologie de formage des métaux à haute pression (coulage sous pression). The circuit for the supply of fuel to the metering and atomization valves has very short pipe sections which consequently only give rise to a very modest pressure drop. This pipe is formed practically by the holes 21 and 22 which put the fuel inlet connector 24 in communication with the seats 7 of the valves; in addition, the holes necessary for the formation of the fuel circuit can be easily formed by machining from blanks obtained, for example, by high-pressure metal forming technology (die-casting).

De plus, les conduites pour placer chaque siège 7 des soupapes 8 en communication avec le siège 18 du régulateur de pression 10 peuvent être réalisées d'une façon simple et comprennent seulement la cavité 26 et les trous 27; la première peut être obtenue directement à l'intérieur de l'ébauche dont le corps est constitué pendant les opérations de formage sous pression et la seconde au moyen d'une opération de travail mécanique (perçage) De fait, cette dernière opération est extrêmement facile à cause de l'inclinaison des trous 27, ceux-ci étant obtenus au moyen d'un foret normal sans interférence avec les bords 28 (figure 8) du siège 7. In addition, the lines for placing each seat 7 of the valves 8 in communication with the seat 18 of the pressure regulator 10 can be produced in a simple manner and include only the cavity 26 and the holes 27; the first can be obtained directly inside the blank of which the body is made during pressure forming operations and the second by means of a mechanical work operation (drilling) In fact, this latter operation is extremely easy because of the inclination of the holes 27, these being obtained by means of a normal drill without interference with the edges 28 (FIG. 8) of the seat 7.

Enfin, les trous 29 et 30 pour mettre le siège 18 du régulateur de pression 10 en communication avec le coupleur 31 peuvent être obtenus également directement dans ltébauche réalisée par formage sous pression. Finally, the holes 29 and 30 for placing the seat 18 of the pressure regulator 10 in communication with the coupler 31 can also be obtained directly in the blank produced by pressure forming.

Le dispositif peut avoir des variantes évidentes et en particulier il peut comprendre une seule soupape 8 de dosage et d'atomisation, selon le mode de réalisation des figures 1 et 2 de la demande de brevet citée ci-dessus : dans ce cas, seul un élément de support 14 est présent et certaines parties du couvercle 6 sont modifiées d'une manière tout à fait évidente. The device may have obvious variants and in particular it may comprise a single metering and atomization valve 8, according to the embodiment of FIGS. 1 and 2 of the patent application cited above: in this case, only one support member 14 is present and parts of the cover 6 are modified in a most obvious manner.

La présente invention n' est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. The present invention is not limited to the embodiments which have just been described, it is on the contrary subject to modifications and variants which will appear to those skilled in the art.

Claims

1 - Device for supplying a mixture of fuel and air for an internal combustion engine, comprising a body (1) in which two supply pipes for the mixture are formed, each pipe being controlled by a corresponding butterfly valve (5 ), and a cover (6) arranged on the body and having two seats (7) for corresponding valves (8) for metering and atomizing the fuel electromagnetically actuated, a line (9) for the admission of air into the device, the device further comprising a pressure regulator (10) serving to keep the pressure of the fuel supplied to the metering and atomizing valves practically constant, characterized in that the cover (6) comprises practically

- An annular element (12) intended to rest on the body and defining inside of it the air duct (9);

- a pair of support elements (14) of tubular shape on each of which is formed one of the seats (7) and which are each connected to the annular element (12) by means of a rib (16) ;

- A small block (17) interposed between the two support elements (14) and the annular element (12) and defining a seat (18) for the pressure regulator.

2 - Device according to claim 1, characterized in that the cover has a first hole (21) having an axis substantially perpendicular to that of the cover '6), which passes through the annular element (12) and the small block (17) and a pair of second holes (22); each hole passes through the annular element, the small block and one of the support elements (14) and connects the first hole (21) to the seat (17) of one of the metering and atomization valves (8) fuel, the axis of each of the second holes (22) being perpendicular to that of the first hole (21) and forming an angle between 0 and 900 with the axis of the cover.

3 - Device according to claim 2, characterized in that one end of the first hole (21) and each of the second holes (22) are closed by a plug (23; 25).

4 - Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the cover (6) comprises a cavity (26) formed in the small block (17) communicating with the seat (18) of the pressure regulator and having an axis which practically coincides with that of the cover, and a pair of third holes (27), each hole passing through a part of the small block (17), and a corresponding support element (14) of a metering valve (8) and d atomization of fuel to put the cavity (26) in communication with the seat (7) of the valve (8), each of the third holes forming an angle between 0 "and 900 with the axis of the cover (6).

5 - Device according to claim 4, characterized in that the section of the cavity (26) has the shape of an arc of a circle.

6 - Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the body comprises a pair of first annular surfaces (34), each surface extending from one of the conduits (3, 4) for supplying mixture and widening towards the cover, a pair of second annular surfaces (35) each extending from one of the first surfaces (34) and widening towards the cover, and a rectilinear rib separating the two second surfaces (35).

7 - Device according to claim I, characterized in that the first surfaces (34) are conical surfaces

8 - Device according to claim 6 or claim 7, characterized in that each of the second annular surfaces (35) is a surface of revolution whose generator is a straight line having a different inclination from the axis of the body.

9 - Device according to any one of claims 6 to 8, characterized in that each of the second annular surfaces (35) is joined to the rectilinear rib (36).

10 - Device according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the first two surfaces (34) are conical surfaces having different angles for the cone.