Brevet FR2010631A1 — publié le 19700220

i 2010631 Il existe déjà des systèmes d'injection de carburant à commande électrique pour les moteurs à combustion.interne,dans lesquels des soupapes d'injection électromagnétiques sont déclenchées en fonction de la vitesse de rotation du moteur et sont 5 maintenues ouvertes pendant un intervalle de temps déterminé par un dispositif de commande .électroni^iie ; cet intervalle de temps dépendant de différents paramètres de fonctionnement du moteur, tels que le régime, le degré d'ouverture du papillon, la dépression dans la tubulure d'aspiration, etc.. 10 Le corps de ces soupapes d'injection est alimenté en permanence en carburant sous pression.Dès que la_ bobine magnétique est excitée, le pointeau de soupape solidaire de son armature dégage le passage vers l'injecteur et le carburant est injecté, par exemple dans la conduite d'aspiration du moteur. 15 Dans un modèle connu de soupape d'injection, l'arma ture est exécutée sous la forme d'un piston cylindrique qui pénètre dans une bobine magnétique cylindrique et est manoeuvre contre la pression d'un ressort hélicoïdal servant de ressort de fermeture et disposé également à l'intérieur de la bobine 20 magnétique. Lorsque la pression du carburant est faible, par exemple de 2 atm. rel., ces soupapes d'injection fonctionnent impeccablement. Juais lorsqu'on applique une pression de carburant plus élevée, par exemple de 20 atm. rel., les forces magnétiques 25 ne suffisent plus pour soulever le petit piston cylindrique. On connaît également une soupape d'injection munie d'une armature discoïdale et d'un aimant en fer à cheval, Dans ce cas, les forces magnétiques qui agissent sur l'armature sont nettement plus grandes, de sorte que des pression -plus- élevées $0 sont admissibles et que l'on peut atteindre des temps d'injection plus brefs. Le ressort dë fermeture est constitué dans ce cas par un ressort en forme de membrane, qui est tendu dans la. cage de soupape. i^ais celui-ci est très rigide et il s'est révélé que la force de fermeture dépendait étroitement de facteurs ex-55 térieurs tels que la dilatation thermique, ce qui compromet un fonctionnement irréprochable. -L'invention a pour but de fournir une soupape d'injection qui offre les avantages des deux modèles connus sans présenter leurs inconvénients et qui puisse être fabriquée de 40 façon simple et économique. 16.702 2010631 -Lj" invention concerne une soupape d'injection à ccc-. mande électromagnétique qui comporté une armature discoïdale raccordée au pointeau "dè soupape, lèquel dégage et "obture périodique ne nt l'injecteur et qui est caractérisée par ie'-fàit eue 5 l-1 armature présente une tigë cylindrique creuse • à -il1 extrémité de laquelle est situé le pointeau de soupape, et par le fait qu'un ressort de fermeture exécuté sous forme hélicoïdale est dispose à l'intérieur de la tige. L'emploi en soi connu d'un ressort hélicoïdal comme 10 ressort de fermeture, en combinaison avec une armature -discoïdale, permet d'obtenir des forces magnétiques intenses'tout en éliminant au maximum l'influence de facteurs extérieurs. Un exemple d'exécution de l'objet de 1'invention a été représenté avec plusieurs variantes dans les dessins. 15 La figure 1 est une coupe longitudinale d'une soupape d'injection électromagnétique. La figure 2 est une coupe de la partie magnétique, passant par la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une .vue supérieure de l'armature, pas-20 sant par la ligne III-III de la figure 1. La figure;"4 est une coupe longitudinale d'une soupape d'injection du type représenté dans la figure 1, mais dans une direction perpendiculaire au plan de cette figure et avec une armature de forme légèrement modifiée". 25 Là figure 5 est une vue supérieure de l'armature, ^ % passant.par la ligne V-V de la figuré '4. ■ La figure ô est une coupe longitudinale d'une variante "de l'armature. La fïgure 7 est une vue supérieure de 1'armature de 30 la figure 6. - .. La figure 8 enfin, est une coupe longitudinale d'une autre variante de 1'armature. . • La soupape d'injection représentée dans la-figure 1 comporte un corps constitué de deux parties'1, 2. A ï'intérieur 35 du corps se trouve une bobine magnétique 3 qui est placée dans une enveloppe 4 de matière plastique et traverse des tôles magnétiques 5 (voir fig„2). Les tôles magnétiques 5 sont réunies en un empilement rectangulaire qui est maintenu par l'enveloppe de matière plastique 4. Cet empilement prend appui par ses qua-40 tre arêtes sur le corps cylindrique 1. 69 16702 5 010631 La partie 2 du corps comporte un trou alésé 5 pour la tige 7a d'une armature discoïdale 7» La tige 7a est exécutée sous forme cylindrique et creuse. Elle pointe à son extrémité inférieure un pointeau de soupape 8 qui coopère avec un siège de 5 soupepe 9 et qui établit et interrompt périodiquement llarrivée de carburant à l'injecteur 10. A l'intérieur de la tige 7a est disposé un ressort hélicoïdal 11 qui prend appui sur une pièce coulissante 12 montée mobile dans l'armature 7, pièce qui prer.d à son tour directement appui sur les tôles magnétiques 5» Le 10 ressort 11 est pré-tendu et il a tendance à repousser l'armature 7, 7a au contact du siège de soupape 9 par son pointeau de soupape 8. Entre l'armature 7 et les tôles magnétiques 5 est monté un disque annulaire 13 en un matériau non magnétique, par exemple une matière plastique, pour empêcher un contact direct 15 entre l'armature et l'aimant, de façon à réduire la rémanence. Le disque 13 pourrait être également exécuté sous forme étoilée, selon ce qui a été indiqué en pointillés dans la figure 3» Aucorps 1 est raccordée une conduite 14 d'arrivée du 20 carburant par laquelle le carburant, sous une pression de 20 atm rel. environ, parvient à l'intérieur du corps et, par le passage 15, dans la chambre annulaire 16 à partir de laquelle il est injecté à"travers le pulvérisateur 10, par"exemple dans la conduite d'aspiration d'un moteur, toutes les fois que le 25 pointeau de soupape 8 est écarté de son siège 9* D'autres passages 17, ^8 relient la cavité de la tige 7a et l'intérieur du corps afin d'équilibrer la pression. L'armature 7» 7a est adaptée dans les parties 1, 2 du corps de façon à être soulevée de 0,1-0,2 mm à chaque excitation de la bobine magnétique >. La ^0 partie 2 du corps est bloquée au contact direct des tôles magnétiques 5 au moyen d'une bague filetée 19» La pré-tension nécessaire du ressort 11 peut être facilement établie par exemple avant le montage par un dimensionnement approprié de la pièce coulissante 12, tandis que la course de lrarmature est fixée 55 par les dimensions de la partie 2 du corps et de 1'armature 7 avec le disque intermédiaire 13. De préférence, la face supérieure de l'armature 7, du côté des tôles magnétiques 5» présente une forme légèrement conique afin que le carburant puisse s'échapper plus facilement 40 entre les tôles magnétiques et l'armature lorsque cette dernière 69 16702 2010631 est soulevée. Cn a représenté dans les figures 4 et 5 un modèle de soupape d'injection dont la partie supérieure 1 du corps avec les tôles magnétiques 5 et la bobine 5 correspond essentiellemen 5 à la forme d'exécution de la figure 1. Dans ce cas, la partie inférieure 2 du corps est emmanchée à force ou collée à l'intérieur de la partie supérieure 1. Entre les tôles magnétiques 5 e la partie inférieure 2 du corps peut être montée une bague inter médiaire séparée 21 dont l'épaisseur règle la coursé de l'arma- 10 ture et qui sert en même temps de guide tangent'iel pour l'armatu re. Dans cette forme d'exécution, l'armature est encore discoïda le, mais non circulaire, deux parties en forme de segment ayant été supprimées sur ses deux côtés opposés pour réduire son poids four supprimer dans une large mesure la formation de 15 ^ courants tourbillonnants, il est à conseiller de fraiser des fentes 22 dans le corps de l'armature. Cornue"on peut le voir dans les figures 6 et 7, l'armature 7, 7a peut être constituée par une tige creuse 7a. contenant un ressort de fermeture 11 et par des tôles d'armature 23 rivées sur une culasse transversale 24-, les tôles d'armature 23 constit-uant la partie discoïdale de l'armature. Ce mode de construction composé réduit également la formation de courants tourbillonnants. Une autre forme d'exécution de l'armature est illustrée par la figure 8. Dans ce cas, la tige creuse 7a est 25 , ~ fabriquée avec le pointeau de soupape 8 en acier, tandis que la partie discoïdale 7 de l'armature est en fer doux et est collée ou soudée sur la tige 7a. Dans ce cas également, le ressort de fermeture 11 est disposé à l'intérieur de la" tige creuse 7a et prend appui par une rondelle intermédiaire sur une pièce cou- 60 lissante 12 qui porte contre les tôles magnétiques. Il est du reste bien entendu que les modes de réalisation de l'invention qui ont été décrits ci-dessus, en référence aux dessins annexés, ont été donnés à titre purement indicatif et nullement limitât;if et que de nombreuses modifications 35 peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention„ 69 16702 5 2010631 REVENDICATIONS 1 - Une'soupape d'injection à connande électromagnétique comportant une armature discoïdale raccordée au pointeau de soupape qui ouvre et ferme périodiquement l'injec teur, caractérisée par le fait que l'armature présente une tige 5 creuse cylindrique à l'extrémité de laquelle est disposé le poin .teau de soupape et par le fait qu'un ressort de fermeture sous la forme d'un ressort hélicoïdal est monté à l'intérieur de la tige. 2.- Une soupape d'injection suivant la reven 10 dication.1, caractérisée en ce que les tôles magnétiques sont réunies en un bloc rectangulaire en coupe transversale qui est centré par ses quatre arêtes dans le corps cylindrique de la soupape. 3 - Une soupape d'injection suivant la re-15 vendication 1 caractérisée en ce que la surface de l'armature voisine des tôles magnétiques présente une forme conique. 4 - Une soupape à injection suivant la reven dication 1 caractérisée en ce que le ressort de fermeture prend directement appui sur les tôles magnétiques au moyen d'unepièce 20 coulissante guidée dans la tige. 5 - Une soupape d'injection suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la cavité de la tige est en communication par des passages avec la chambre intérieure du corps de la.soupape. 25 6 - Une soupape d'injection suivant la re vendication 1, caractérisée en ce que la partie- du corps qui sert de guide pour la tige prend appui directement sur les tôles magnétiques. 7 - Une soupape d'injection suivant la reven 30 dication 1, caractérisée en ce que' la partie discoïdale de l'armature est essentiellement rectangulaire et présente deux parois latérales rectilignes et deux parois latérales en arc de cercle. • 69 16702 6 2010631 8 - Une' soupape d'injection suivant la revendication 1, caractérisée,- en ce que la partie discoïdale de 1'"armature présente des fentes parallèles» 9 - /,• Une : soupape injection suivant lâ re-5 vendication 1, caractérisée ,en ce"i,que la partie discoïdale de l'armature est constituée: par un assemblage de tôles rivées. 10 - ' Une soupape d'injection suivant la revendication 1, caractérisée en cé 'que la partie discoïdale de l'armature est en fer doux et la tige est en acier; ces deux parties 10 étant soudées ou collées ensemble.