Brevet FR2522730A1 — publié le 19830909

1. "Soupape susceptible d'être actionnée électromagnéti- quement". L'invention part d'une soupape susceptible d'être actionnée électromagnétiquement, notamment soupape d'injection de carburant pour installations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne avec un bottier de soupape, avec une bobine magnétique baignée par du li- quide, rapportée sur un noyau constitué d'un matériau ferro- magnétique et maintenue avec du jeu dans l'espace interne du bottier de la soupape, avec une armature actionnant une pièce de soupape coopérant avec un siège de soupape fixe et avec une tubulure de raccordement, Dans une soupape d'injection de carburant, il existe le risque que des bulles de vapeur parviennent jusqu'à l'injection et se traduisent par des perturbations qui se manifestent par des difficultés au démarrage du moteur à combustion interne Par ailleurs, il est impor- tant pour des raisons de corrosion que du liquide ne stagne pas dans une soupape On connait déjà une soupape d'injec- tion de carburant dans laquelle il est prévu que du liqui- de aboutissant à une canalisation de retour, traverse la soupape Une telle disposition exige toutefois un raccorde- ment supplémentaire sur la soupape pour la canalisation de retour et un accroissement de l'alimentation en carburant, L'invention a pour but de remédier à ces in- convénients et concerne à cet effet, une soupape caractéri- 252273 J 2.- sée en ce que l'espace interne comporte au moins une carag- lisation d'évacuation d'air opposée au siège de soupape e' qui aboutit à la tubulure de raccordement. La soupape conforme à l'invention avec les caractéristiques indiquées cidessus, présente, par rapport aux solutions connues l'avantage que d'une façon simple, et sans canalisation de retour supplémentaire, des bulles de vapeur existant éventuellement, peuvent être évacuées de la soupape. D'autres caractéristiques de l'invention permettent d'envisager d'autres formes avantageuses et des améliorations de la soupape définie ci-dessus. Dans la tubulure de raccordement s'étendant concentriquement par rapport à l'axe de la soupape, est introduite à la presse, une douille de réglage, dans le perçage traversant de laquelle la canalisation dévacua- tion d'air en provenance de l'espace interne se termine par l'intermédiaire d'au moins un orifice d'évacuation de gaz. Le bottier de soupape est en forme de pot et comporte dans son fond opposé au siège de soupape un trou borgne ouvert en direction de l'espace interne, trou borgne qui, constituant un tronçon de la canalisation d'é- vacuation d'air, est relié avec un tronçon de liaison tra- versant la tubulure de raccordement, et qui aboutit à un orifice d'évacuation de gaz de la douille de réglage. Le tronçon de liaison est réalisé par un procédé d'électro-érosion. Les orifices d'évacuation de gaz sont en liaison par l'intermédiaire d'une rainure annulaire ména- gée entre la douille de réglage et la tubulure de raccorde- ment et dans laquelle débouche, d'autre part, le tronçon de liaison. L'invention va être expliquée plus en détail en se référant à un exemple de réalisation représenté sur 3.- la figure unique ci-jointe qui est une coupe axiale de la soupape conforme à l'invention. La soupape d'injection de carburant pour une installation d'injection de carburant représentée à titre d'exemple d'une soupape sur le dessin, sert par exemple pour injecter du carburant dans la tubulure d'aspiration de moteurs à combustion interne à compression de mé- lange et à allumage séparé Sur le dessin un bottier de soupape est désigné par 1, ce bottier étant réalisé par conformation sans production de copeaux, par exemple par étirage profond, roulage, etc, et présentant une forme de pot avec un fond 2 Dans un alésage de maintien 3 du fond 2, est mis en place de façon étanche, une tubu- lure pour carburant 4 revêtant la forme d'une tubulure de raccordement, et qui, étant constituée d'un matériau fer- romagnétique, constitue simultanément le noyau interne de la soupape susceptible d'être actionnée électromagné- tiquement La tubulure pour carburant 4 s'étendant concen- triquement par rapport à l'axe de la soupape, comporte un alésage interne 6 dans lequel est introduite à la presse une douille de réglage 7 avec un perçage traversant 8. L'extrémité de la tubulure pour carburant 4 faisant sail- lie hors du bottier 1 de la soupape, est en liaison avec une source de carburant, par exemple une canalisation de répartition de carburant L'autre extrémité de la tubulure pour carburant 4 pénètre dans un espace interne 9 du bot- tier 1 de la soupape et porte un support isolant 11 qui entoure, au moins partiellement, une bobine magnétique 12. Le support 11 et la bobine magnétique 12 ne remplissent pas complètement l'espace interne 9, mais ils sont mon és avec du jeu par rapport à cet espace interne et, par l'in- termédiaire d'au moins un embout de guidage 14, ils sont fixés axialement par un rivetage ou encliquetage 15 dans un perçage de fixation 16 du fond 2 Sur la face frontale 18, opposée au fond 2, du bottier 1 de la soupape, s'appli- 25227 '3 4.- que un anneau-entretoise 19 auquel se raccorde une memrfbra- ne de guidage 20 Sur l'autre face de la membrane de guida- ge 20, vient en prise un épaulement 21 d'un support de bu- se 22, qui entoure partiellement le bottier 1 de la sou- pape et qui est serti par son extrémité 24 dans une rai- nure de maintien 23 du bottier 1 de la soupape, si bien qu'ainsi un effort de bridage axial est appliqué pour la fixation en position de l'anneau-entretoise 19 et de la membrane de guidage 20 A l'opposé du bottier 1 de la sou- pape, le support de buse 22 comporte un perçage de logement dans lequel est introduit un corps de buse 26 et dans lequel il est fixé par exemple par soudure avec ou sans apport de métal Le corps de buse 26 comporte un alésage de préparation en forme de trou borgne, sur le fond 30 duquel débouche au moins un des perçages 29 d'acheminement du carburant servant au dosage du carburant le perçage 29 d'acheminement du carburant débouche de préférence con- tre le fond 30 de l'alésage de préparation 28 de façon à éviter toute introduction de carburant orienté tangentielle- ment dans l'alésage de préparation 28, et de façon qu'au contraire le jet de carburant sorte tout d'abord des per- çages 29 d'acheminement de carburant sans toucher la pa- roi et qu'ensuite, il ait un impact sur la paroi de l'alé- sage de préparation 28 pour, étant réparti par ce dernier à peu près sous la forme d'une parabole, parvenir à l'extré- mité ouverte 31 et s'y disperser Les perçages d'achemine- ment de carburant 29 sont inclinés par rapport à l'axe de la soupape et viennent d'un espace en forme de calotte 32 ménagé dans le corps de buse 26, espace 32 en amont duquel est prévu dans le corps de buse 26 un siège de soupape voûté 33 avec lequel coopère une pièce de soupape 34 en forme de bille Pour obtenir un volume mort aussi réduit que possible, le volume de l'espace en forme de calotte 32 doit être aussi petit que possible lorsque la pièce de soupape 34 s'applique sur le siège de soupape 33. 5.- A l'opposé du siège de soupape 33, la pièce de soupape 34 est reliée à une armature plate 35, par exem- ple par soudure avec ou sans apport de métal L'armature plate 35 peut être réalisée sous la forme d'une pièce es- tampée ou pressée et comporter par exemple une couronne de guidage annulaire 36, qui est en relief et qui s'appli- que contre une zone de guidage annulaire 38 de la membrane de guidage 20 sur la face de cette membrane opposée au siè- ge de soupape 33 e Des orifices de passage 39 dans l'arma- ture plate 35 et des évidements d'écoulement 40 dans la membrane de guidage 20 permettent que l'armature plate 35 et la membrane de guidage 20 soient librement baignées par le carburant La membrane de guidage 20 bridée entre l'an- neau-entretoise 19 et l'épaulement 21 de façon à être soli- daire du bottier sur une zone de bridage 41 ménagée à sa périphérie, comporte une zone centrale 42 entourant un ori- fice central 43 à travers lequel fait saillie la pièce mo- bile de soupape 34 en étant centrée en direction radiale. Le bridage sur le bottier de la membrane de guidage 20 entre l'anneauentretoise 19 et l'épaulement 21 s'effectue dans un plan qui passe par le centre ou bien aussi près que possible du centre de la pièce de soupape en forme de bille 34 lorsque celle-ci s'applique sur le siège de sou- pape Gr Ace à la zone de guidage 38 de la membrane de gui- dage 20 venant en prise contre la couronne de guidage 36 de l'armature plate 35, cette armature plate 35 est guidée autant que possible parallèlement à la face frontale 18 du bottier de soupape 1, surface frontale que cette arma- ture recouvre partiellement avec une zone 44 Dans l'alé- sage interne 6 de la tubulure de guidage 4 s'étendant jus- qu'au voisinage de l'armature plate 35, est guidé un res- sort de pression 45 venant en prise, d'une part, sur la pièce de soupape 34, et, d'autre part, sur la douille de réglage 7, ce ressort ayant tendance à solliciter la pièce de soupape 34 dans la direction du siège de soupape 33. 6.- La tubulure pour carburant 4 servant de noyau interne est avantageusement introduite dans le bottier de soupape 1 sur une longueur telle qu'entre sa face frontale 46 en regard de l'armature plate 35 et cette armature plate 35, il subsiste un petit intervalle d'air, lorsque, la bobine magnétique 12 étant excitée, l'armature plate vient s'ap- pliquer avec sa zone externe 44 sur la face frontale 18 du bottier de soupape 1, tandis que lorsque la bobine ma- gnétique 12 n'est pas excitée, cette armature plate prend une position dans laquelle, entre la face frontale 18 et la zone 44, un intervalle d'air est également ménagé Ain- si, un collage de l'armature plate sur le noyau interne est évité Après le réglage de l'intervalle d'air nécessai- re, la tubulure pour carburant 4 est avantageusement sou- dée avec ou sans apport de métal sur le fond 2 du bottier. Le circuit magnétique passe extérieurement par le bottier de soupape 1 et intérieurement par la tubulure pour carbu- rant 4 et se referme par l'intermédiaire de l'armature plate 35. L'amenée du courant à la bobine magnétique 12 s'effectue par l'intermiédiaire de cosses de contact 48 qui sont partiellement enrobées lors du moulage par injec- tion dans le support Il en matière plastique et qui, d'au- tre part, font saillie hors du bottier 1 dans le fond 2 à travers les perçages de fixation 16 Ces cosses de con- tact 48, comme cela est représenté, peuvent être coudées par rapport à l'axe de la soupape Les cosses de contact 48 partiellement enveloppées par le téton de guidage 14 du support 11 sont, pour assurer leur étanchement dans le perçage de fixation 16, entourées d'anneaux d'étanchéité 49 et entourées par injection avec une enveloppe en matiè- re plastique 50 entourant également au moins partiellement la tubulure pour carburant 4 et le fond 2 et qui dans la zone des extrémités des cosses de contact 48, revêt la forme d'un raccord d'enfichage 51. 7.- Le carburant arrivant par l'intermédiaire de la tubulure pour carburant 4, peut, lorsque la bobine 12 est parcourue par le courant et qu'ainsi l'armature pla- te 35 est attirée, être dosé partiellement au perçage de guidage de carburant 29, et être injecté par l'intermé- *diaire de l'alésage de préparation 28 e Notamment après l'arrêt du moteur à combustion interne, il existe le ris- que que, du fait de la chaleur transmise à partir du moteur à combustion interne sur les soupapes d'injection, le car- burant dans ces soupapes et dans les canalisations de car- burant, se vaporise, ce qui peut aboutir à des perturba- tions lors d'un nouveau démarrages Il est alors prévu, con- formément à la présente invention sur le fond 2 du bo tier 1 de la soupape, un trou borgne 53 ouvert en direction de l'espace interne 9 du bottier 1 de la soupape, trou borgne dans lequel se rassemblent les bulles de vapeur qui peu- vent parvenir, par l'intermédiaire d'un tronçon de liaison 54 à une rainure annulaire 55 ménagée entre la douille de réglage 7 et la tubulure pour carburant 4, par exemple sur la surface de la douille de réglage 7 De cette rainure annulaire 55 des orifices dévacuation de gaz 56 s'éten- dant à peu près radialement, aboutissent dans le perçage traversant 8 de la douille de réglage 7 Le trou borgne 53, le trençon de liaison 54, la rainure annulaire 55 et les orifices d'évacuation de gaz 56, constituent ainsi une canalisation d'évacuation d'air, par l'intermédiaire de laquelle les bulles de vapeur peuvent s'échapper de l'espace interne 9 du bottier I de la soupape dans la tu- bulure pour carburant 4 à une distance suffisante du siège de soupape 33 Le tronçon de liaison 54, ménagé dans la tu- bulure pour carburant 4 et partiellement dans le fond 2, est avantageusement réalisé au moyen d'un procédé connu d'électrc-érosion, après que la tubulure pour carburant 4 ait été fixée sur le fond 2 du bottier 1 de la soupapes 8.- R E V E N D I O A T I O N S 1. Soupape susceptible d'être actionnée électromagnétiquement, notamment soupape d'injection de carburant pour installations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne avec un bottier de soupape, avec une bobine magnétique baignée par du liquide, rappor- tée sur un noyau constitué d'un matériau ferromagnétique et maintenue avec du jeu dans l'espace interne du bottier de la soupape, avec une armature actionnant une pièce de soupape coopérant avec un siège de soupape fixe, et avec une tubulure de raccordement, soupape caractérisée en ce que l'espace interne ( 9) comporte au moins une canalisation d'évacuation d'air ( 53, 54, 55, 56) opposée au siège de soupape ( 33) et qui aboutit à la tubulure de raccordement ( 4). 2. Soupape selon la revendication 1, carac- térisée en ce que, dans la tubulure de raccordement ( 4) s'étendant concentriquement par rapport à l'axe de la sou- pape, est introduite à la presse, une douille de réglage ( 7), dans le perçage traversant ( 8) de laquelle la canali- sation d'évacuation d'air ( 53, 54, 55, 56) en provenance de l'espace interne ( 9) se termine par l'intermédiaire d'au moins un orifice d'évacuation de gaz ( 56). 3. Soupape selon la revendication 2, carac- térisée en ce que le bottier de soupape ( 1) est en forme de pot et comporte dans son fond ( 2) opposé au siège de soupape ( 33) un trou borgne ( 53) ouvert en direction de l'espace interne ( 9), trou borgne qui, constituant un tron- çon de la canalisation d'évacuation d'air ( 53, 54, 55, 56), est relié avec un tronçon de liaison ( 54) traversant la tu- bulure de raccordement ( 4), et qui aboutit à un orifice d'évacuation de gaz ( 56) de la douille de réglage ( 7). 4. Soupape selon la revendication 3, carac- térisée en ce que le tronçon de liaison ( 54) est réalisé par un procédé d'électro-eérosion. 9.- 5. Soupape selon la revendication 4, carac- térisée en ce que les orifices d'évacuation de gaz ( 56) sont en liaison par l'intermédiaire d'une rainure annulai- re ( 55) ménagée entre la douille de réglage ( 7) et la tubulure de raccordement ( 4) et dans laquelle débouche, d'autre part, le tronçon de liaison ( 54).