Brevet FR2500072A1 — publié le 19820820

L'invention a pour objet une buse d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, notamment soupape de démarrage à froid, avec un pointeau de soupape s'ouvrant contre l'action d'un ressort de fermeture, et qui est sollicité dans le sens de la fermeture par un effort supplémentaire exercé par l'intermédiaire d'un piston de réglagE soumis à l'action du carburant qui lui est amené ou à l'action d'une pression de commande. Il est connu, pour commander la course d'ouverture du pointeau de soupape dans le cas d'une bused'injec tion de carburant, de prévoir un piston de réglage comportant sur l'un de ses c8tés une butée coopérant avec le pointeau de soupape, et qui, sur son autre c8té, est, par exemple, soumis à l'action du carburant sous pression. Un tel piston de réglage constitue alors une limitation hydraulique de la pré-course, et selon la pression du carburant agissant sur le pointeau de soupape, le piston de réghge peut bloquer passagèrement la course c pointeau. Mais, comme son diamètre est inférieur à celui du pointeau de soupape, ou bien peut être dimensionné de cette façon, sa résistance sera surmontée selon la- puissance de refoulement lorsqu'une pression plus élevée est atteinte et le déplacement du pointeau de soupape se poursuivra, si bien que, par exemple, des orifices d'injection supplémentaires peuvent être commandés (DE-OS 27 11 902, DE-OS 27 11 389). Les déplacements du piston de réglage se poursuivant sans amortissement peuvent entratner une usure élevée, et il n'en résulte, en outre, à la fin de l'injection pendant la décharge nécessaire, aucune position définie du piston de réglage qui peut même être aspiré éventuellement lors de la formation d'une lacune dans la canalisation sous pression, ce qui peut avoir pour conséquence un accroissement de la pré- course. Lors du début de l'injection, les déplacements en sens opposé du piston et du pointeau de la buse, peuvent entrainer un comportement instable de l'ensemble du système. Il existe donc un besoin en ce qui concerne une buse d'injection de carburant avec un montage sans problème du piston de réglage en vue de permettre une améliora- tion générale de l'efficacité et l'élimination des instabilités et de l'usure. 4o 2 2500072 La buse dtinjection de carburant conforme à l'invention est une buse caractérisée en ce qu'il est prévu pour le piston.e réglage un butée élastiques Elle présente par contre l'avantage, que le piston de réglage déterminant une limitation hydraulique de la pré-course repose, avec formation d'une butée élacstique, de préférence sur le ressort de compression, grâce à quoi, en même temps qu'il y a réduction de l'usure, il est obtenu une amélioration du compor- tement dynamique par rapport à une butée rigide, car l'effort dynamique du piston de réglage peut encore surcomprimer le ressort de fermeture précontraint en vue d'augmenter l'effort de fermeture et de permettre une fermeture rapide du pointeau. D'autres formes avantageuses et des améliorations de la buse d'injection de carburant selon l'inven- tion sont décrites plus loin. Particulièrement avantageuse est l'obtention d'une position définie du piston de réglage grâce à un ressort de rappel venant en prise sur lui, si bien que le piston de réglage, entre les différents processus d'injection, ne peut effectuer aucun déplacement incontrôlable et que, pour cha- que phase de pression suivante, une position déftnie du pointeau de buse et du piston de réglage est assurée. Grâce à cela, il est obtenu également une prédétermination correcte de la pré- course disponible dans le cadre de la limitation hydraulique exercée par le piston de réglages Tne autre forme avantageuse de la présente invention résulte du type et de la conformation de la coupelle de ressort sur le pointeau de soupape, qui transmet la pression de ressort de fermeture sur l'extrémité arrière du pointeau et sur laquelle vient simultanément en prise la butée constituée par le piston de réglage. Grâce aux portées télescopiques de saillies annulaires sur la coupelle de soupape au moins avec l'axe constituant la butée du piston de réglage et/ou dans la zone du pointeau de soupape, il résulte un posi- tionnement sur, sans basculement, de la coupelle de soupape et une usure réduite. Il est alors avantageux que la butée soit constituée, pour le prolongement du piston de réglage, à l'intérieur de la:oupelle de ressort et au-dessous de l'appui du ressort de fermeture. Deux exemples de réalisation de l'in- vention sont représentés par les dessins et sont expliqués plus 3 2500072 en détail dans la description ci-dessous. - la figure 1 montre, en coupe, un premier exemple de réalisation d'une buse d'injection de carbu- rant conforme à l'invention avec une butée élastique pour l'ap- plication du piston de réglage ainsi qu'un ressort de rappel pour celuici, - la figure 2 montre un second exemple de réalisation dans lequel, pour ce qui est de l'essentiel, les coupelles de ressort dans la zone du piston de réglage et du pointeau de soupape ont une constitution différente. Les figures 1 et 2 montrent respective- ment une coupe longitudinale d'une buse d'injection de carburant conforme à l'invention, les mêmes références étant utilisées pour les mêmes pièces dans lesdeux figures. La buse dtinjection de carburant 1 représentée en figures 1 et 2, comprend un corps de buse 2, dans lequel un pointeau de soupape 3 peut se déplacer axialement et est prévu pour commander des orifices d'injection, non représentés. Egalement, le pointeau de soupape 3 et le corps de buse 2 ne sont indiqués que schématiquement sur la représen- tation des figures 1 et 2, car la conformation spéciale de la zone proprement dite de la buse avec les orifices d'injection, est d'une importance secondaire pour l'invention. C'est ainsi que la constitution de la buse peut être celle d'une buse double d'une buse à trou ou d'une buse à téton, les orifices d'injectioi pouvant être décalés axialement de façon que, par exemple pour une faible puissance de refoulement de carburant et, en consé- quance, une pressionde carburant réduite, il s'en suive une course d'ouverture du pointeau de soupape aboutissant à une petite section transversale d'injection tandis que pour une puissance de refoulement plus importante, et une course plus ample, une section transversale d'injection plus importante soit libérée. De façon correspondante, on obtient par le dépla- cement du pointeau de soupape jusqu'à une butée, une pré- course h déterminée et, incluant cette pré-course, une course totale résultant d'une butée fixe pour le piston de réglage ou pour le pointeau de soupape. Le pointeau de soupape 3 est sollicité par un ressort de fermeture 4 et délimite avec le corps de buse 2, une chambre de pression, non représentée, à laquelle du carburant sous pression est amené par l'intermédiaire d'un canal 4 2500072 à partir du raccordement 6. Le ressort de fermeture Io est disposé dans une chambre de ressort 7 constituée par un support de buse 8. Ce ressort de fermeture 4 agit, par l'intermédiaire d'une coupelle inférieure de ressort 9, sur le pointeau de soupape 3. Le corps de buse 2 est maintenu et bridé sur le support de buse 8 au moyen d'un écrou de recouvre- ment 10, une plaque intermédiaire 11 pouvant 4tre en plus disposée entre le corps de buse 2 et le support de buse 8. En outre, un piston de réglage 12 est monté dans le support de buse 8 en étant susceptible de se déplacer axialement, et constitue, par l'intermédiaire d'un axe de prolongation 12a en coopération avec la coupelle de ressort 9, une butée 13 pour la course (pré-course hl) du pointeau de soupape 3. Sur son autre face frontale, le piston de réglage est sollicité par le carburant sous pression amené au raccord 6 et par l'intermédiaire du perçage 14. La chambre de ressort 7 est mise hors pression par l'intermédiaire d'un raccord de fuite 15. Le ressort de fermeture 4, à son extrémité opposée au pointeau de soupape 3, vient en butée contre une coupelle supérieure de ressort 16, éventuellement par l'intermédiaire d'un disque interposé, la coupelle supérieure de ressort 16 venant en butée contre- l'épaulement annulaire 17 du perçage traversant ménagé dans le support de buse 8 pour le piston de réglage 12 ou bien pour son axe de prolongement 12a. Le ressort de fermeture 4 presse ainsi la coupelle supérieure du ressort 16 vers le haut contre sa butée et, d'autre part, le piston de réglage 12 repose, comme on peut le voir aux figures 1 et 2, sur le ressort de fermeture 4 avec formation d'une butée élastique, auquel cas dans l'exemple de réalisation représenté, un bandeau 18 sur le piston de réglage 12 prend appui sur la coupelle supérieure de ressort 16, par exemple contre une saillie annulaire interne 19 s'étendant vers le haut de la coupelle de ressort 16. Il est, en outre, prévu pour le iston de réglage 12, un ressort de rappel 20 qui, dans l'exemple de réalisation représenté, est disposé à lintérieur du ressort de fermeture 4 et entoure l'axe de prolongement 12a du piston de réglage. Ce ressort de rappel 20 revêt la forme d'un ressort de compression et prend appui, d'une part, vers le haut (vu dans 2500072 le plan du dessin) contre la coupelle supérieure de ressort 16 ainsi que contre un bandeau en saillie de l'axe de prolongement 12a du piston de réglage. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, il est prévu à cet effet, un support annulaire 21 qui s'applique vers l'intérieur contre le bandeau en saillie ou bien contre un épaulement 22a s'étendant radialement vers l'extérieur de l'axe de prolongement 12a, tandis que ce support annulaire reçoit dans un évidement annulaire l'extrémité inférieure du ressort de rappel. Les buses d'injection de carburant représentées aux figures 1 et 2 fonctionnent comme suit. Dès que le carburant, amené sous pression par une pompe d'injection, non représenté, arrive dans la chambre de presgon ménagée entre le pointeau de. soupape 3 et le corps de buse 2, le pointeau de soupape, pour une pression suffisante, est soulevé de son siège grâce àrâquoi une surface de pointeau agissant dans le sens de l'ouerture peut augmenter brusquement, si bien que le pointeau de soupape 3 est poussé en dépassant la pré-course jusqu'à la butée 13 constituée par l'axe de prolongement du piston de réglage 12. Simultanément dans ce cas, peut être commandé un orifice d'injection placé tout à fait dans le bas ou bien un orifice d'injection disposé à un premier niveau. Cette commande peut, pour des exemples d'application déterminés de la buse d'injection, correspondre à la marche à vide ou bien à l'alimentation d'une première quantitié limitée de carburant, lorsque la buse d'injection est, par exemple, mise en oeuvre en tant que soupape de démarrage à froid. Le piston de réglage 12 est constamment maintenu par son ressort de rappel 20 dans la position définie déterminant la pré- course h et est ainsi soumis à un positionnement défini qui peut également être maintenu lorsque, pendant la décharge à la fin de l'injection, il se forme une lacune dans les canalisations sous pression et qu'un effet de succion est alors exercé sur ce piston. Grâce au ressort de rappel, le piston 12 reste dans sa position de butée ainsi définie et maintient constante la pré-course, grâce à quoi, simultanément, un comportement stable de l'ensembl du système constitué par le pointeau de soupape, le piston de réglage et les butées qui en résultent, est maintenu. En même temps, le piston de réglage 12 repose sur la butée élastique constituée par le ressort de 6 2500072 fermeture 4, et il n'est soulevé de cette butée que lorsque, la puissance de refoulement continuant à augmenter, le carburant atteint une pression telle que la pression de carburant agissant sur sa face frontale supérieure est surmontée par le pointeau de soupape continuant à se déplacer et, quiainsi, des orifices d'injection supplémentaires sont éventuellement commandés. On obtient en outre, grâce à la butée élastique du piston de réglage 12 à la fin de l'injection, une réception plus douce de ce piston de réglage 12 lors du retour de ce dernier dans la position de départ, et ainsi une usure plus réduite, tandis que, de plus, grâce à l'effort dynamique de déplacement du piston, une fermeture rapide du pointeau est obtenue car le piston peut surcomprimer le ressort précontraint et ainsi augmenter leeffort de fermeture agissant sur le pointeau. Une autre forme avantageuse de la présente invention consiste en ce qu'il est prévu, pour au moins une des coupelles de ressort, un retroussement 22 enú forme de collet entourant, sous la forme d'une paroi cylindrique de maintien, l'axe du pointeau de soupape 3 et/ou le piston de réglage 12 s'appliquant sur cette coupelle. Grâce à cela, la butée pour l'aie venant en prise contre la coupelle de ressort 16 et/ou 9 concernée se situe dans l'intêrieur de cette coupel- le. On obtient ainsi un effet supplémentaire de maintien sur la coupelle de ressort à partir de l'effet de maintien sous pression apporté par le ressort de fermeture, ce qui évite, de façon certaine, un basculement de la coupelle de ressort. Simultanément, une atténuation importante des influences dies au frottement est obtenue. L'exemple de réalisation de la coupelle de ressort 9 représentée en figure 1, comporte une première paroi de soutien 22 étirée en forme de collet, qui entoure la butée 13 de l'axe de prolongement 12a du piston de réglage 12, ainsi qu'une paroi inférieure de soutien 23 moins étirée, destinée à recevoir l'axe amont 3a du pointeau. Selon une réalisation avantageuse, la butée contre la coupelle de ressort 9 délimitant la pré-course se situe au-dessous de l'appui du ressort constitué par la surface annulaire externe 24 sur la coupelle de ressort. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté en figure 2, la coupelle supérieure de ressort 16' 7 2500072 est munie d'une paroi annulaire interne 25 faisant saillie sous forme de collet, qui entoure l'axe de prolongement 12a du pistoi de réglage 12 passant à travers la coupelle de ressort 16, et qui assure ainsi une position axiale et radiale fixe sans tendai au basculement. La coupelle inférieure de ressort 9t est, à peu de chose près, constituée comme dans le cas de l'exemple de réalisation de la figure 2, avec cette seule différence que la butée entre le prolongement du pistoncb réglage et cette coupelle de ressort, se situe à un niveau plus élevé que l'appui du ressort. 8 2500072 REVENDICATIONS 1.- Buse dtinjection de carburant pour moteurs à combustion interne, notamment soupape de démarrage à froid, avec un pointeau de soupape (3) s'ouvrant contre l'action d'un ressort de fermeture (4), et qui est sollicité dans le sens de la fermeture par un effort supplémentaire exercé par l'inter- médiaire d'un piston de réglage (12) soumis à l'action du car- burant qui lui est amené ou à l'action d'une pression de commande, buse caractérisée en ce qu'il est prévu pour le piston de régla- ge une butée élastique. 2.- Buse d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que la butée élastique est constituée par le ressort de fermeture (4) du pointeau (3) de la soupape. 3.- Buse d'injection de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que, pour constituer la butée entre le ressort de fermeture (4) et le piston de réglage (12), il est prévu une coupelle supérieure de ressort (16) qui comporte un perçage traversant pour l'axe de prlongation (12a) constituant la butée de pré-course du pointeau de soupape (3), et qui repose sur le piston de réglage (12). 4.- Buse dtinjection de carburant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un bandeau (18) est formé sur le piston de réglage (12), ce bandeau s'appliquant sur un bourrelet annulaire interne (19) de la coupelle supérieure de ressort (16). 5.- Buse d'injection de carburant selon un ou plusieurs des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'il est prévu un ressort de rappel (20) pour le piston de réglage (12). 6.- Buse d'injection de carburant selon la revendication 5, caractérisée en ce que le ressort de rappel (20), revêtant la forme d'un ressort de compression, presse le piston de réglage (12), afin d'assurer une butée définie pour la pré-course (h1), en direction de l'extrémité lui faisant face du pointeau (3) de la soupape. 7.- Buse d'injection de carburant selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que le ressort de rappel (20) pour le piston de réglage (12) est disposé à l'in- térieur du ressort de fermeture (4) pour le pointeau (3) de la soupape, dans la chambre de ressort (7) constituée par le suppor de buse (8), et prend appui d'un c8té contre un support annulair (21) du prolongement (12a), constituant la butée (13) pour la pré-course, du piston de réglage (12), et de l'autre c8té sur la coupelle supérieure de ressort (16). 8.Buse d'injection de carburant selon une ou plusieurs des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'au moins l'une des coupelles de ressort (9, 16), sur lesquelles prend appui le ressort de fermeture (4), comporte un retroussement interne en forme de collet (22, 23, 25), qui entoure les axes respectifs s'appliquant sur la coupelle de ressort ou la traversant (axe de pointeau 3a, prolongement du piston de réglage 12a). 9.- Buse d'injection de carburant selon la revendication 8, caractérisée en ce que la coupelle inférieure de ressort (9), entre le prolongement du piston de réglage et le pointeau de soupape (3), comporte des deux c8tés des saillies annulaires en forme de collets (22, 23). 10.- Buse d'injection de carburant selon la revendication 9, caractérisée en ce que la butée pour la pré-course (h1) constituée par la coupelle inférieure de ressort (9), est disposée à l'intérieur de la coupelle de ressort et au-dessous de l'appui du ressort. 11.- Buse d'injection de carburant selon la revendication 8, caractérisée en ce que la collerette supérieure du ressort (16t) comporte une paroi annulaire cylin- drique en forme de collet, orientée vers le bas et entourant l'axe de prolongation (12a) du piston de réglage (12), qui la traverse.