Brevet FR2478747A1 — publié le 19810925

L'invention concerne une soupape comportant d'une part un raccord d'amenée tubulaire concentrique à l'axe de soupape qui, d'un coté, est relié à une conduite de distribution de carburant, et de l'autre côté s'avence aussi profondément que possible dans la soupape, et d'autre part un raccord de sortie tubulaire prolongeant le siège de soupape concentrique au raccord d'amenée, en formant, entre ces raccords, une section d'écoulement de carburant. On conna t déjà une soupape à commande électro- magnétique qui comporte un canal de maintien allant vers une conduite annulaire parcourue par le carburant. Dans ce canal, de maintien, est disposé un canal de retour, à travers lequel le carburant en excès peut s'écouler en retour vers la conduite annulaire. Cette disposition présente cependant l'inconvé- nient que le carburant échauffé dans la soupape d'injection et le cas échéant contenant des bulles de vapeur est amené ensuite à la soupape d'injection suivante et y provoque une injection insuffisante de carburant, ce qui peut aller jusqu'à un arrêt du moteur. On connaît d'autre part une soupape à commande électromagnétique comportant une armature mobile plane qui est guidée par une membrane fixée au carter de soupape par son pourtour. Cependant avec cette disposition d'une armature mobile plane suspendue à une membrane, on court le risque que cette armature exécute des déplacements de battement non contr8- lés pendant et après l'actionnement de la soupape. L'invention a pour objet une soupape à commande électromagnétique du type mentionné au début, caractériséeen ce que le raccord de sortie débouche, avec son extrémité éloignée du siège de soupape, dans une conduite de retour de carburant au réservoir. Gràce à cette disposition, on est assuré, avec un mode de construction concentrique de faible encombrement, que le carburant, échauffé et contenant des bulles de vapeur, n'est pas directement utilisé pour une alimentation aux soupapes sui- vantes de la série. L'invention s'étend à différentes mesures desti- nées à favoriser et perfectionner le fonctionnement de cette soupape, à savoir: - Le raccord extérieur des deux raccords concentriques pénètre dans la bobine magnétique et il est constitué en maté- riau à perméabilité magnétique comme partie constituante du cir- cuit magnétique se terminant au voisinage de l'armature mobile. - Le raccord extérieur est pourvu, par écrasement, de nez dirigés vers l'intérieur, qui guident le raccord intérieur. - L'organe obturateur mobile de soupape est cons- titué par une armature magnétique'plane en t8le en forme de disque qui est reliée rigidement à une bille dirigée vers le siège de soupape et coopérant avec lui. - Il est prévu une languette à ressort qui, d'un côté, est tendue solidaire du carter et de l'autre côté est reliée à l'armature magnétique plane pour guider cette armature, lors de son déplacement d'oscillation, contre la force d'un ressort de fermeture de soupape. la description ci-après se rapporte à un exemple de réalisation avec référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure l est une vue en coupe longitudinale d'une soupape électromagnétique conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe par II-II de la figure 1; - - la figure 3 est une vue en coupe par III-III de la figure 1.. La soupape à injection de carburant représentée dans la figure 1 estdestinée à l'injection de carburant, notamment avec une basse pression, dans le tuyau d'aspiration de moteurs à combustion interne à mélange carburant comprimé et à allumage extérieur. Elle comprend un carter de soupape 1 dans lequel une bobine magnétique 3 est montée sur un support de bobine 2. La hobine est pourvue d'une amenée de courant par un raccord de branchement électrique à enfichage 4, qui est enrobé dans une pièce annulaire en matière synthétique 5, montée sur le carter de soupape 1. Dans l'extrémité de cette douille de branchement électrique 4 qui est tournée vers le carter de soupape 1, est insérée itne plaque d'obturation 7 qui, par sertissage de bords, soudage à l'étain ou à fusion, obture de manière étanche le carter de soupape à cette extrémité. Sur l'autre extrémité du raccord de branchement électrique 4 qui est éloignée du corps de soupape, est prévu un support de buse 8 pour une buse d'in- jection 9, support qui est serti de manière étanche avec son bord sur le carter de soupape 1. Sur le support de buse 9 peut être appliquée une bague de soulèvement 13 sur laquelle repose un disque à coussin d'air 14, lequel est bloqué en position en raison de la force de pression résultant du sertissage de bord du carter -1 sur le support de buse 8. La bague de soulèvement 13 pourrait également être venue de forme directement sur le support de buse 8. Le disque à coussin d'air 14 est constitué en une matière non magnétique à effet de ressort, par exemple un alliage de cobalt, nickel et chrome. Il s'étend radialement, au moins partiellement, par-dessus un épaulement saillant 15 du carter de soupape 1 sur son extrémité éloignée du raccord de branchement électrique 4. Ce disque 14 est destiné à s'opposer à une adhérence de collage de l'armature mobile plane 17 sur cet épaulement 15 du carter 1. L'armature magnétique plane elle- même 17 est en forme de disque, constituée notamment en t8le. Une bille 16 qui est reliée rigidement à une bride 19 de l'ar- mature mobile 17 coopère avec un siège de soupape rigide 18. prévu dans le support de buse 8 et qui s'étend comiquement vers la buse 9. Cette bille 16 forme, en commun avec l'armature mobile plane 17, l'organe obturateur mobile de la soupape. Dans l'armature plane 17 sont prévus des orifices de traversée 20 pour le carburant. L'amenée de carburant, par exemple de l'essence, s'effectue à travers un raccord d'amenée tubulaire 21 concentrique à l'axe de soupape, qui sert en même temps de noyau de bobine et sur lequel est disposé le support de bobine 2. Ce raccord d'amenée 21 est pourvu, par écrasement, de nez 22 dirigés vers l'intérieur (voir figure 2) qui sont décalés entre eux de degrés et qui servent de guides à un raccord d'écoulement de sortie tubulaire intérieur concentrique 23 s'étendant dans un second plan axial et qui s'avance jusqu'au voisinage de l'arma- ture plane 17, en formant, entre son pourtour de sortie et l'ou- verture de passage du raccord d'amenée 21, une section d'écou- lement 24 pour le carburant arrivant dans la soupape. Dans l'alésage 25 du raccord de sortie 23, est monté un tronçon de tuyau 26, sur lequel s'appuie, d'un c8té, un ressort de fermeture 27 et qui s'appuie de l'autre c8té, contre la bille 16, de manière à appliquer celle-ci, à l'état non excité de la soupape magnétique 3,15 contre le siège de soupape 18 du support de buse 8 en fermant ainsi la soupape. Le carburant qui s'écoule, à travers la section de passage 24, dans la soupape à injection de carburant parvient, à travers les orifices de traversée 20 de l'armature mobile 17, à la soupape proprement dite, composée du siège 8, 18 et de la bille 16. De là, la portion de carburant non injectée et les bulles de vapeur contenues peuvent s'écouler à nouveau vers l'extérieur à travers le raccord de-sortie 23. le carter de soupape 1 entoure, comme enveloppe commune, l'ensemble magnétique 29 et l'ensemble de soupape 30. Dans le disque d'air restant 14 représenté dans- la figure 3, est découpée une languette à ressort 35. Cette lan- guette est fixée, par exemple par soudage à fusion ou à métal d'apport, par son extrémité faisant saillie à partir du point de fixation de la tension de ressort 36, au carter de soupape 1, au côté 32 du disque d'armature 17 éloigné du siège de soupape fixe 18. De cette manière, l'armature mobile 27 peut exécuter un déplacement d'oscillation autour du point de fixation du ressort 36 sur le carter t. La languette à ressort 35 ne doit pas obligatoi- rement être formée par découpage dans le disque à coussin d'air 14, mais elle peut aussi bien être constituée cQmme un élément spécial en t8le à ressort et être fixée au carter. Grâce à la fixation -25 unilatérale de l'armature 17 par la languette à ressort 35, on obtient que l'armature 17 ne puisse exécuter exclusivement qu'un déplacement d'oscillation autour du point de fixation 36 de la languette à ressort. À l'état excité, l'armature plane 17 est attirée par la bobine magnétique 3, de telle sorte que la bille 16 ouvre le siège de soupape 18 à travers lequel du carburant parvient dans la buse 9 d'étranglement et de dosage de carburant, d'o il peut être éjecté à travers un orifice d'injection 39 qui s'y raccorde et va en s'élargissant en forme de c8ne. L'espace 40 contenant la bobine magnétique est isolé de manière étanchepar rapport au carburant par une bague 41 en matériau non magnétique qui est soudée par son pourtour, d'une part, avec le raccord 21 d'amenée de carburant, et d'autre part avec l'épaulement 15 du carter de soupape 1. La constitution prévue de la soupape d'injection de carburant donne l'assurance que, à travers le raccord d'amenée 21 et la section d'écoulement 24, du carburant arrivant en permanence d'une conduite de distribution et répartition de carburant 44, est amené à passer devant le siège de soupape 18 et peut revenir en partie en arrière, à travers le raccord de sortie 23, dans une conduite de retour de carburant 45. De cette manière est assuré, d'une part, que des bulles de vapeur de car- burant éventuellement formées par échauffement, sont entraînées dans la conduite de retour 45 et d'autre part, qu'un refroidis- sement permanent de la soupape d'injection s'effectue au moyen du carburant en écoulement. Le branchement de carburant de la soupape d'in- jection s'effectue au moyen d'un raccord fileté d'enfichage 16 qui est engagé à la fois autour de la conduite de distribution de carburant 44 et autour de la conduite de retour de carburant située au-dessus d'elle et qui est emboîté sur un épaulement annulaire 47 de la bride annulaire d'amenée de carburant 5 de la soupape 1. Dans un alésage 48 de ce raccord fileté d'enfichage 46 qui est en communication avec la conduite de distribution de carburant 44, fait saillie, en partie, le raccord d'amenée 21, de telle manière que le carburant puisse passer, à travers la section d 'écoulement 24, dans la soupape. Une bague torique 49 qui est disposée dans le raccord fileté 46 et qui est engagée autour du raccord d'amenée 21, sert à isoler le c8té carburant 44, 45 par rapport à l'atmosphère. Dans un alésage 50 du raccord fileté d'enfichage 46 qui est en communication avec la conduite de retour de carburant 45 et qui présente un diamètre inférieur à celui de l'alésage 48, s'avance le raccord 23 de sortie de soupape. Une bague torique 51 dans le raccord 46 assure l'étanchéité entre la conduite de distribution de carburant 44 et la conduite de retour de carburant 45. Cependant, en raison de la faible chute de pression, cette bague pourrait être supprimée. Le même effet de balayage et de refroidissement peut naturellement être également atteint lorsque la conduite de distribution de carburant et la conduite de retour de carbu- rant sont échangées entre elles, de telle manière que du carbu- rant soit amené à travers l'alésage 25 du raccord 23 et sorte à travers la section d'écoulement 24, -REVENDICATIONS ) Soupage à commande électromagnétique notamment soupape d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, comportant d'une part un raccord d'amenée tubulaire (21) concen- trique à l'axe de soupape qui, d'un c8té, est relié à une conduite de distribution de carburant (44) et, de l'autre c8té,s'avance aussi profondément que possible dans la soupape, et,d'autre part, un raccord de sortie tubulaire (23) prolongeant le siège de sou- page (18) concentrique au raccord d'amenée (21) en formant, entre ces raccords, une section d'écoulement de carburant, soupape caractérisée en ce que le raccord de sortie (23) débouche, avec son extrémité éloignée du siège de soupape (18) dans une conduite de retour de carburant (45). 2 ) Soupape suivant la revendication 1, carac- térisée en ce que au moins le raccord extérieur des deux raccords concentriques (21 et 23) pénètre dans la bobine magnétique (3) et est constitué en matériau à perméabilité magnétique comme partie constituante du circuit magnétique se terminant au voisi- nage de l'armature mobile (17). 3 ) Soupape suivant la revendication 2, carac- térisée en ce que le raccord extérieur (21) est pourvu par écra- sement de nez (22) dirigés vers l'intérieur, qui guident le raccord intérieur (23). 4 ) Soupape suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisée en ce que l'ensemble magnétique (29) et l'ensemble de soupape (30) sont enfermés dans un carter de soupape commun (1). ) Soupape suivant la revendication 4, carac- térisée en ce que l'espace contenant la bobine magnétique (40) est isolé de manière étanche par rapport au carburant. 6 ) Soupape suivant la revendication 5, carac- térisée en ce que, pour l'isolement étanche de l'espace contenant la bobine magnétique (40) il est prévu une bague (41) en matériau non magnétique laquelle est soudée, par son pourtour,d'une part avec le raccord extérieur (21) et,d'autre part,avec le carter de soupape (1). 7 ) Soupape suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'organe mobile de soupape est constitué par une armature magnétique plane en t8ôle (17) en forme de disque qui est reliée rigidement à une bille (16) dirigée vers le siège de soupape (18) et coopérant avec lui. ) Soupape suivant la revendication 7, carac- térisée par une languette à ressort (35) qui, d'un côté, est tendue solidaire du carter et de l'autre côté est reliée à l'armature magnétique plane (17) pour guider cette armature lors d'un dépla- cement d'oscillation contre la force d'un ressort de fermeture de soupape (27). ) Soupape suivant la revendication 8, carac- térisée en ce que la languette à ressort (35) est réalisée par découpage dans un disque de maintien de coussin d'air (14) en matériau à ressort non magnétique disposé entre l'armature mobile plane (17) et la bobine magnétique (M). ) Soupape suivant la revendication 9, carac- térisée en ce que la languette à ressort (35) et l'armature mobile plane (17) sont reliées l'une à l'autre par sou4age à fusion ou avec apport de soudure.