Brevet FR2544801A1 — publié le 19841026

La présente invention a pour objet un dis- positif élastique avec masse additionnelle pour l'amélio- ration du comportement dynamique de systèmes électroma- gnétiques. On connaît un grand nombre de dispositifs électromagnétiques ou d'électro-aimants conçus en vue de répondre à des exigences strictes, en ce qui concerne la rapidité de manoeuvre de leur armature mobile, ainsi que la fidélité du mouvement de celle-ci, avec des effets de rebondissement aussi peu marqués que possible De tels dispositifs d'électro-aimants sont utilisés par exem- ple pour commander des injecteurs de carburant de moteurs à explosion, ou pour commander des poussoirs agissant sur des aiguilles d'obturation, ou encore dans des électro- vannes à manoeuvre rapide, pour des organes et circuits hydrauliques. Tous ces dispositifs d'électro-aimants ont en commun un circuit magnétique comportant un enroule- ment d'excitation, associé à une armature mobile et à un court-circuit magnétique A l'établissement du courant d'excitation, l'armature mobile se déplace à l'encontre de l'effort résistant d'au moins un ressort de rappel, pour venir occuper une position extrgme d'attraction. Pour obteenir une durée de mouvement d'attraction suffisam- ment brève, on peut choisir pour l'effort élastique des ressorts de rappel une valeur égale seulement à une frac- tion de l'effort d'attraction de l'électro-aimant Malgré quoi, là marge de prépondérance de l'effort d'attraction magnétique, à la fin du mouvement d'attraction de l'arma- SJ ture mobile,, est en général insuffisante pour empêcher des mouvements de rebondissement de l'armature mobile. Et ces rebondissements de l'armature mobile sont d'autant plus accenitués que la marge de supériorité de l'effort d'attraction de l'électro-aimant est faible vis-à-vis de l'effort de rappel élastique. 2 2544801 Pendant les rebondissements de l'armature mobile, il n'est évidemment pas possible de couper le courant d'excitation de l'enroulement, car la fiabilité du mouvement d'ensemble de l'armature mobile en serait gravement affectée En effet, en coupant le courant d'excitation de l'enroulement avant la fin des rebondis- sements de l'armature mobile, on autoriserait des mouve- ments divers et désordonnés de l'armature mobile, suivant le sens de la vitesse instantanée de l'armature, au moment précis de la coupure du courant, l'armature pouvant alors aller à l'encontre du mouvement de rappel ou dans le sens du rappel. Au moment de la coupure du courant d'exci- tation de l'électro-aimant, le mouvement de retour de l'armature mobile se trouve retardé, sous l'effet des courants de Foucault en jeu dans le circuit magnétique, et par l'effet d'amortissement propre de l'enroulement. Ce mouvement de retour de l'armature s'amorce dès que l'effort de rappel élastique l'emporte, vis-à-vis des efforts liés aux effets d'induction des courants de Fou- cault et à l'amortissement de l'enroulement, et vis-à- vis de l'effort d'attraction magnétique résiduelle de l'électro-aimant. Pour réduire le retard du mouvement de retour de l'armature mobile, on prévoit habituellement un entrefer fixe dans le circuit magnétique; mais cet entrefer fixe a l'inconvénient d'imposer une intensité plus élevée pour le courant de maintien, ce qui augmente d'autant l'énergie élecrique consommée par l'électro- aimant D'autre part, pour obtenir de faibles durées pour le mouvement de retour de l'armature mobile, il faut obligatoirement un effort de rappel élastique impor- tant 2 mais c'est au détriment de la marge de supériorité de l'effort d'attraction Magnétique, et les rebondissements de l'armature mobile sont alors moins faciles à amortir. 3 2544801 Le but de l'invention est d'éviter les inconvénients que l'on vient d'exposer, pour réaliser un électro-aimant du genre défini plus haut, dans lequel la courbe de variation de l'effort de rappel élastique est étudiée pour obtenir une accélération efficace de l'armature mobile dans le mouvement d'attraction de celle- ci, tout en assurant un amortissement efficace des rebon- dissements de l'armature mobile arrivée dans sa position d'attraction extrême, et en assurant par ailleurs une durée brève du mouvement de retour de l'armature mobile, grâce à un effort de rappel important Avec ces disposi- tions, on peut réduire considérablement l'entrefer fixe de l'électroaimant, au profit d'une moindre consommation d'énergie électrique de celui-ci En outre, ceci permet de réduire avantageusement la puissance d'extinction à prévoir pour le circuit électronique qui sert à comman- der l'électro-aimant, et on peut accélérer efficacement le mouvement de rappel de l'armature mobile. La présente invention a plus précisément pour objet un dispositif élastique avec masse additionnel- le-pour l'amélioration du comportement dynamique de sys- tèmes électromagnétiques, en particulier pour commander un injecteur de carburant pour moteurs à explosion, caracté- risé en ce qu'il comporte au moins une masse additionnelle, disposée entre l'armature mobile et le ressort de rappel, cette masse additionnelle ne faisant pas partie du mécanis- me à actionner et servant à assurer un portage du ressort de rappel, et ayant une valeur sensiblement inférieure à la masse de l'armature mobile, et pouvant se séparer de l'armature mobile lorsque celle-ci arrive en bout de course, pour poursuivre son mouvement, à l'encontre de l'effort résistant d'au moins un ressort de rappel, l'agencement étant tel que l'armature mobile, une fois parvenue en bout de course, se trouve libérée de l'effort du ressort de rappel, sous l'action de la masse addition- 4 2544801 nelle qui continue son mouvement; cette libération de l'armature mobile à l'égard du ressort de rappel exis- tant pendant un laps de temps considérable par rapport à la période de rebondissement de l'armature mobile, de sorte que l'armature mobile se trouve alors soumise à un effort d'attraction largement prépondérant de l'élec- tro-aimant, d'une manière favorable à l'amortissement des rebondissements de l'armature mobile, et donc favora- ble à la réduction de la période de rebondissement de cette armature mobile. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description de quelques modes de réalisation, présentés ci-après à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la fig O 1 représente un injecteur de carburant pour moteur à explosion pourvu du dispositif conforme à l'invention; la fige 2 est un schéma des mouvements de l'armature mobile et de la masse additionnelle du dispo- sitif de la fig 1; la fig 3 est un graphique simplifié des efforts en jeu dans le dispositif de la fig 1; la fig 4 représente un injecteur de type connu, modifié pour ajouter une masse additionnelle dans le mécanisme de l'électro-aimant de commande; la fig 5 représente un autre genre d'injecteur à dispositif conforme à l'invention; les fig O 6 et 7 sont des graphiques, représentant de manière schématique deux formes de réali- sation de disposstifs d'actionnement conformes à l'inven- tion, on la courbe de variation de l'effort d'attraction de lélectroaiiant et la courbe de l'effort de rappel élastique se coupent; la courbe de l'effort de rappel élastique présente une variation brusque dans le cas 2544801 de la fig 6; la fig 8 représente un autre genre d'injecteur à électroaimant conforme à l'invention, comportant deux ressorts de rappel; les fig O 9, 10 et 11, sont des graphi- ques servant à analyser le fonctionnement de l injecteur à éiectro-aimant de la fig 8; la fig 12 est un schéma d'un dispositif d'actionnement à poussoir, conforme à l'invention; 1 e la fig 13 est un injecteur de carbu- rant à haute pression, actionné par un électro-aimant conforme à l'invention, pour moteurs Dieselo Pour expliquer le mode de fonctionnement du système d'électro-aimant à ressort conforme à l'inven- tion, on va d'abord exposer l'effet du système quant au rebondissement de l'armature mobile, en référence à une forme de réalisation considéré à titre d'exemple. On a représenté sur la fig 1 le cas d'un électro-aimant servant a acctionner un injecteur de carburant pour moteurs :20 à nxp osion A la difféerence des injecteurs usuels de ce genre l'aiguille d'injection 1 n'est pas rigidement liée à l'armature obil e 4 de l'électro-aimant, de maniere à conetituer un sys 2 ème à deux masses mobiles L'armatu- re mobile 4 est guidée à lintérieur du corps creux 7 de l'injecteur L'aiguille d'injection 1 est guidée ella-mme en coulissement axial, avec un faible jeu, par le corps 8 du gicoleur du c 8 té de son extrémité inférieure, et -ar l'armature mobile 4 du coeté de son extrémité supé rieure L'effort d'attraction txerce sur l'armature mobile 4 est transmis par un collier d'entraînement 2, rigidement lié à l'aiguille d'injection 1 o Un ressort de rappel 3 sollicite l'aiguille d'injection dans le sens de la fermeture Un second ressort 6, exerçant un effort d'appui sensiblement plus faible que celui du ressort de rappel 3 de l'aiguille d'injection 1, repous- se l'armature mobile 4 à la fin de course d'attraction de celle-ci, pour l'appliquer sur le collier d'entra ne- ment 2 rigidement lié à l'aiguille d'injection 1. Au moment de l'établissement du courant d'excitation de l'électro-aimant, l'effort d'attraction fourni par celui-ci augmente Lorsque l'effort moteur de l'électro-aimant l'emporte ainsi sur l'effort d'appui des ressorts, l'armature mobile 4 subit une accélération, et avec elle l'aiguille d'injection 1 solidaire du res- sort de rappel 3 Lorsque l'armature mobile 4 arrive ensuite en butée contre la pièce polaire 5 de l'électro- aimant, l'aiguille d'injection 1 poursuit son mouvement par inertie, de sorte que la liaison d'appui entre l'armature mobile et l'aiguille d'injection disparaet De ce fait, l'armature mobile est libérée de l'effort du ressort de rappel 3, apres être arrivée en butée contre la partie fixe de l'électro=aimant, et les mouvements de rebondisse- ment de l'armature s' en trouvent nettement abrégés, car l'effort iutile de l'électro-aimant est alors sensiblement augmsnté Le mouvement de l'aiguille d'injection 1 est ensuite freiné par le ressort de rappel 3 qui tend fina- lemient a inverser le sens du mouvement de l'aiguille. En choisissant de manière judicieuse les valeurs des rapports des masses et des efforts en jeu dans le système considéré, on peut régler les mouvements de l'armature mobile et celui de l'aiguille d'injection de manière à obtenir que ces deur organes se déplacent à llencontre l'un de l'autre au moment du choc de l'armature, afin que l'énergie cinetialuea residuelle soit dissipée le plus comptlèteent ssible par l'impact mutuel de ces deux organes, Lorscue le courant d'excitation de l'électro- aimant est coupé, l'armature mobile 4 et l'aiguille d'injec- tion 1 sont ramenées ensemble en position de départ par le ressort de rappel 3 o Lorsque l'aiguille d'injection revient ainsi en position d'obturation, l'armature mobile 4 se sépare de l'aiguille d'injection 1 et se trouve soumise à un effet de freinage hydraulique Et comme la totalité de l'effort d'appui du ressort de rappel 3 agit alors seulement sur l'aiguille d'injection 1, celle- ci est beaucoup moins sujette à des rebondissements qui sont très rapidement supprimés, grâce à ce surcroît im- portant de l'effort d'appui du ressort de rappel. Pour mieux analyser le phénomène, on a schématiquement représenté sur la fig 2 la succession des mouvements en cause, en admettant pour simplifier que l'effort du ressort de rappel et l'effort d'attrac- tion de l'électro-aimant ont des valeurs constantes. Le mouvement commun de l'armature mobile et de l'aiguille d'injection commence à l'endroit du point X 0, à l'établis- sement du courant d'excitation En bout de course d'at- traction, l'armature mobile vient heurter la pièce polaire médiane, à l'instant -t, et rebondit, en abandonnant l'aiguille d'injection qui poursuit seule son mouvement. Le mouvement de l'aiguille d'injection a été schématisé sur le graphique de la fig 2, par une ligne pointillée, le mouvement de l'armature mobile étant schématisé parune ligne en trait continu Le sens du mouvement de l'arma- ture mobile est déterminé par l'effort d'attraction de l'électro-aimant, et le sens du mouvement de l'aiguille d'injection par 1-effort du ressort de rappel, de sorte qu'à l'instant "t" l'aiguille d'injection et l'armature mobile viennent se heurter, en arrivant l'une contre l'autre en des sens opposés On assure ainsi dans une large mesure une dissipation de l'énergie cinétique de ces deux pièces mobiles Ensuite, sous l'effet de l'attrac- tion de l'électro-aimant, l'armature mobile et l'aiguille d'injection se déplacent à une vitesse largement réduite, jusqu'à atteindre leur position finale A tit re de compa- raison, on a également schématisé sur la fig 2 (ligne en traits interrompus) le mouvement qui se produit dans les systèmes connus, o l'aiguille est rigidement liée à l'armature mobile Les effets accentués de rebondis- sement qui existent alors provoquent une augmentation indésirable de la dose unitaire de carburant qu'il est possible d'injecter d'une manière fidèle. On a schématisé sur le graphique de la fig 3 l'effort du ressort de rappel et l'effort de l'é- lectro-aimant qui s'exercent sur l'armature mobile. Au début du mouvement, l'armature mobile subit une accé- lération grâce à l'excès de dûeffort de l'électro-aimant par rapport à l'effort de rappel élastique A l'instant to, l'armature mobile se trouve libérée de l'effort du ressort de rappel, de sorte que tout l'effort de l'élec- tro-aimant est alors disponible pour amortir les rebon- dissements Après le choc de l'armature mobile et de l'aiguille d'injection, arrivant en sens inverses l'un. contre l'autre, à l'instant at", l'armature se trouve attirée vers sa position finale à une vitesse fortement réduite. Dans l'injecteur modifié de la fig 1, la masse additionnelle est constituée par l'aiguille d'injection Ceci a l'avantage de permettre d'abréger les rebondissements également à la fermeture de l'aiguil- le, grâce à un excès important de l'effort du ressort de rappel Pour un injecteur qui sert à injecter le carburant dans le collecteur d'admission d'un moteur à explosion, la précision du dosage du carburant n'est affectée qu'assez peu par les rebondissements à la fermez ture, car ces rebondissements à la fermeture se produi- sent toujours fidèlement de la même manière On peut donc améliorer par une modification particulièrement simple la configuration de ces injecteurs connus, o l'armature mobile est directement liée à l'obturateur, ou même confondue avec celui-ci, en montant la masse additionnelle entre l'armature mobile et le ressort de rappel. La fig 4 montre une telle disposition de la masse additionnelle dans un injecteur par ailleurs connu L'armature mobile 45 est rigidement liée à l'ai- guille d'injection 47 Celle-ci est guidée avec un fai- ble jeu radial dans le corps 48 du gicleur et la course de levée de l'aiguille d'injection est limitée par une plaque de butée 46 L'armature mobile est ramenée à sa position de départ par le ressort de rappel 42 Entre le ressort de rappel et l'armature mobile se trouve la masse additionnelle mobile, de forme tubulaire, en matériau non magnétisable La masse additionnelle, après avoir heurté l'aiguille d'injection, poursuit sa course jusqu a la plaque de butée 46, et soulage ainsi l'armature mobile de l'effort du ressort de rappel On accorde entre eux les rapports des masses et des efforts en jeu dans ce système mobile, en procédant comme indiqué plus haut. En outre, une plaquette d'amortissement 44 en matiere 7 plastique est emboîtée dans l Varmature mobile, pour assu- rer un effet supplémentaire de dissipation lors des chocs entre l armature mobile et la masse additionnelleo Cet- t plaquette permet d'obtenir un effort de crête à la ermeure de l'aiguille d injection, afin d'abréger les 2 rebonisseenrts consécutifs Cependant, cette plaquette n a fecte qu'assesa peu les conditions d'ensemble du mou- vement, si bien qu 7 on peut également supprimer cette plaqu-ket pour simplifier la réalisation de l'injecteur O On a representé sur la fig 5 un autre oxmlle de réealisation d'injecteur de carburant conforme à l'invention, dans lequel l Marmature mobile sert elle- meriie d'organe obturateuro La masse additionnelle 51 est montée entre l'armature mobile 52 et le ressort de rappel 50 Le mode de fonctionnement se comprend sans peine, d'après les explications déjà données plus haut. On peut adopter une disposition analogue pour des injec- teurs dans lesquels le rôle de l'armature mobile et de l'organe obturateur est assuré par une bille en matériau magnétisable, associée à un ressort de rappel On utili- se alors en outre une masse additionnelle de forme an- nulaire, montée entre la bille et le ressort de rappel. Cette masse additionnelle de forme annulaire peut égale- ment être confectionnée en matériau magnétisable, afin de réduire les pertes par fuite, et d'augmenter 1 'induc- tion dans l'entrefer de travail. En accordant entre eux les rapports des masses et des efforts en jeu dans le système considéré comme déjà exposé on abrège radicalement les mouve- ments de rebondissement, de manière à réduire considera- blement la dose unitaire de carburant qu'il est possible d'injecter avec fidélité Cependant, on peut déjà obtenir une atténuation nette des effets de rebondissement 2 sans avoir à accorder entre eux les rapports des masses et des efforts en jeu dans le système des pièces mobiles, en soulageant l'armature mobile de l'effort du ressort de rappel, pendant une durée importante par rapport à la durée de rebondissemento Pour ce faire, on laisse la masse additiionnelle poursuivre seule son mouvement, et on dispozse ains Ji d Vun surcroît important quant à l'ef- 23 fort utile de l'électro-aimant qui assure l'amortissement recherché des rebondissements. Mais le dispositif élastique à masse addition- nesie que l'on vient de décrire est sans influence sur la vitesse d'atfaction et de rappelo On améliore d Vune maniere iaportante la rupidité de manoeuvre, tant à lat traction qu'au rappel, tout en réduisant les effets de rebondissement I grace à un système à plusieurs lmasses mobiles, employé en comb 13 nalson avec un montage spécial du ressort. D Pour exposer le mode de fonctionnement il de ce système, on va d'abord considérer, d'une manière générale, l'allure du mouvement en fonction de l'évolu- tion de l'effort: l'énergie cinétique et donc la vites- se d'impact d'un corps mobile sans frottement dépendent uniquement du travail communiqué à ce corps, c'est-à- dire de l'intégrale de l'effort moteur dans le sens du trajet En ce qui concerne l'énergie cinétique résultant d'un travail de valeur donnée, peu importe le mode d'évo- lution de l'effort moteur Mais en ce qui concerne l'évo- lution de la vitesse au cours du mouvement, les résultats ne sont pas du tout équivalents si l'évolution du travail moteur n'est plus la même dans tous les cas Si l'accé- lération est forte au début du mouvement, on obtient une vitesse élevée, qui se maintient pendant tout le déplacement, et la durée de trajet est donc faible. Par contre, un effort moteur important appliqué vers la fin du mouvement n'a pour effet que d'augmenter la vitesse de choc, et donc l'effet de rebondissement, sans réduire sensiblement la durée de trajet Dans un-mouve- ment o la totalité du travail d'accélération se trouve mise en jeu au début du déplacement, la durée de trajet est divisée par deux, par rapport au cas d'un effort moteur constant - Dans les systèmes d'électro-aimants, on peut abréger d'une manière importante la durée de trajet de l'armature mobile, grâce à une adaptation appropriée de la courbe caractéristique du ressort de rappel On obtient les conditions dynamiques les plus favorables avec des ressorts ayant des courbes caractéristiques o existe une augmentation brusque Si l'entrefer est important, il faut alors que l'effort résistant du ressort de rappel soit faible au début, pour que l'armature mobile soit attirée énergiquement, et fortement accélérée au début de son mouvement, grâce à l'effort moteur largement prépondérant de l'électro- aimant Ensuite, une fois que l'armature a parcouru une partie de sa course d'attrac- tion, il faut que l'effort résistant du ressort de rappel augmente brusquement, pour que le mouvement de retour ultérieur de l'armature s'effectue avec une faible durée de trajet En outre, cette augmentation brusque de l'ef- fort résistant du ressort de rappel, vers la fin du mouve- ment d'attraction de l'armature, amortit d'une manière favorable l'énergie cinétique de l'armature, sans augmen- ter la durée de trajet de façon notable Toutefois, cette valeur élevée de l'effort résistant du ressort de rappel tendrait à provoquer des effets de rebondisse- ment très importants, à cause de la faible supériorité de l'effort moteur de l'électro-aimant en f in de course d'attraction, si un remède particulier n'était pas prévu à cet égard Et cet inconvénient rendrait inutilisable la solution considérée. Conformément à l'invention, on obtient l'atténuation des effets de rebondissement au moyen d'un ressort complémentaire, lié à une masse additionnelle, et qui assure l'augmentation brusque de la courbe caracté- ristique de l'effort élastique résistant Le montage de la masse additionnelle est tel que celle-ci se trouve libérée par rapport à l'armature mobile lorsque l'armature mobile a frappé la partie fixe de l'électro-aimant. On soulage ainsi l'armature mobile d'une partie de l'effort élastique résistant des ressorts, afin d'obtenir un effet prépondérant suffisant de l'effort moteur de l'électro- aimant, pour freiner correctement les rebondissements. -On accorde alors d'une manière judicieuse les rapports des efforts et des masses en jeu dans le système mobile considéré comme déjà exposé afin d'obtenir des rebon- dissements en sens contraires de l'armature et de la masse additionnelle, pour assurer dans toute la mesura possible une dissipation de leur énergie cinétique resi- duelle. 25.44801 On peut ainsi avoir, pour l'effort élasti- que de rappel, une valeur élevée atteignant 90 % de l'ef- fort d'act:action de l'électro-aimant en régime d'inducti on de saturation Et grâce à un tel effort de rappel, on obtient des durées de trajet extrêmement brèves -pou. la course de rappel de l'armature mobile, de manière plus fiable que dans les systèmes connus, même avec une faible course d'attraction de l'armature mobile Cette évolution favorable des efforts en jeu assure une accé- 0 lération importante au début du mouvement de rappel, et permet d'obtenir des durées brèves pour le trajet de rappel. Dans les injecteurs de carburant à électro- aimant connus pour moteurs à explosion, l'entrefer fixe présente habituellement une valeur du même ordre que l'entrefer de travail Or l'effort de rappel élastique important qu'on obtient dans le système conforme à l'in- vention permet de réduire considérablement l'entrefer fixe du circuit magnétique, par rapport aux valeurs habi- 0 tuelles dans les injecteurs connus, sans qu'on constate pour autant un retard notable du mouvement de rappel. Cette réduction de l'entrefer fixe assure une diminution des pertes dans le circuit magnétique, et donc une amélio- ration du rendement de transformation de l'énergie élec- trique consommée, pour de faibles valeurs de la course de l'armature mobile. Les courbes caractéristiques des ressorts à augmentation brusque permettent donc d'obtenir les conditions dynamiques favorables dans le système considé- ré, mais il est techniquement difficile de les réaliser, en particulier avec des courses très faibles de l'armatu- re mobile, comme c'est le cas pour des injecteurs à élec- tro-aimant de moteurs à explosion Les calculs et les essais montrent cependant qu'avec des ressorcs a caracté- ristiques linéaires à pente très raide, on peut obtenir 25448 ( des résultats presque aussi bons, pourvu que l'effort de l'électro-aimant soit largement prépondérant dès le début du mouvement d'attraction On eut obtenir un accroissement rapide de l'effort d'attraction magnétique au début du mouvement de l'armature mobile, en assurant une excitation rapide de l'enroulement Pour des cour- ses élastiques très faibles, les ressorts hélicoïdaux conviennent mal-, lorsqu'on leur demande les caractéris- tiques très raides qui sont ici nécessaires, à cause de leur manque de stabilité au vieillissement Les cou- pelles élastiques conviennent mieux, ainsi que les res- sorts en membrane ou ceux qui travaillent en flexion. Mais les coupelles élastiques présentent des surfaces d'appui réduites, et sujettes à une usure accentuée. On évite de tels inconvénients avec les ressorts en mem- brane, constitués par une plaque mince de forme ronde. * Conviennent également bien les ressorts plats, ayant une forme de révolution avec des bras disposés radialem E ainsi que d'autres genres de ressorts de flexion On obtient une réalisation particulièrement intéressante avec ces divers genres favorables de ressorts, lorsqu'oi les utilise en même temps pour assurer le portage ou le guidage de l'armature mobile, ou du mécanisme à ac- tionner Là encore, on accorde les rapports des masses et des efforts en jeu dans ces systèmes à courbe carac- téristique raide, quant à l'effort élastique de rappel, en procédant comme déjà exposé pour un système ayant une courbe caractéristique à variation brusque. Pour réaliser un système du genre considél les valeurs des rapports des masses et des efforts en jeu n'ont pas une importance critique, dans certaines limites, pourvu qu'on veille à assurer une large prépon- dérance de l'effort moteur de l'électro-aimant, après le choc de l'armature mobile contre la pâtée Lixe, poui assurer un freinage des rebondissements, grâce à l'effel 2544801 de soulagement dû à la masse additionnelle Cependant, à cause des fortes différences d'ordre dynamique et géo- métrique existant dans les divers systèmes d'électro- aimants, il n'est pas possible d'énoncer des régies sim- ples de dimensionnement, valables dans tous les c as. Ses calculs exacts sont compliqués, et une déterminati;c i expérimentale des paramètres favorables quant au fonc- ^:onnement du système permet en général d'aboutir plus rapidement Dans les systèmes o l'armature mobile a une course très faible, on obtient en général des résul- tats favorables en prévoyant, pour l'effort de rappel élastique en fin de course d'attraction, une valeur com- prise entre 2 et 5 fois la valeur en début de course, avec de préférence une valeur finale égale à trois fois la valeur de l'effort initial Avec une courbe d'effort élastique de rappel présentant une variation brusque, il faut que cette variation brusque se situe à environ ou 40 % de la course d'attraction de l'armature mobile. En outre, il est bon que la courbe soit aussi horizontale que possible dans la zone des efforts importants, ou même que la courbe marque une diminution vers la fin de la course d'attraction Dans une large mesure, le rapport des masses à respecter dépend de la perte d'éner- gie cinétique au moment du choc mutuel des masses mobi- les Les efforts d'origine hydraulique en jeu au cours des mouvements des pièces mobiles du système d'électro- aimant sont en général beaucoup plus faibles que les autres efforts, mais ils peuvent assumer des valeurs importantes au moment de l'impact des pièces mobiles en cause, lorsque le liquide ambiant doit être évacué hors d'interstices étroits C'est pourquoi, la vitesse de rebondissement des pièces mobiles d'un système qui baigne dans un liquide dépend dans une large mesure de la configuration des interstices ménagés entre les pièces mobiles et les autres parties du système Une fois judi- 16 2544801 cieusement choisie la courbe de l'effort élastique de rap- pel, pour une courbe donnée par ailleurs, quant à l'ef- fort de l'électro-aimant, la valeur du rapport des mas- ses à respecter, entre l'armature mobile et la masse additionnelle, dépend à peu près uniquement de la déper- dition d'énergie au choc des parties concernées Suivant les autres valeurs retenues pour réaliser un injecteur à électro-aimant, la masse additionnelle doit le plus souvent représenter de 5 à 20 % de la masse de l'armature mobile. Dans la littérature spécialisée, on trouve de temps à autre cette affirmation que l'effort d'attrac- tion exercé par l'électro-aimant sur son armature mobile doit constamment l'emporter sur les autres efforts stati- ques appliqués à l'armature, pour empêcher l'arrêt du mouvement de celle-ci, Or cette affirmation est inexac- te, car elle oublie de tenir compte de l'énergie cinétique de l'armature mobile Et il peut être intéressant, pour assurer un mouvement doux et sans rebondissements exces- sifs, que l'effort de rappel élastique soit supérieur à l'effort d'attraction subi par l'armature de l'électro- aimant, sur une partie de sa course aller Pour avoir un fonctionnement correct, il suffit alors au moment o la courbe de l'effort de rappel élastique va couper la courbe de l'effort d'attraction de l'électroaimant, que l'énergie cinétique des pièces mobiles en cause soit supérieure à la valeur de l'intégrale du travail fourni par l'effort de rappel élastique, désormais supérieur à l'effort d'attraction de l'électro-aimant Grâce à ce surcroît de lueffort de rappel élastique, on assure une réduction favorable de l'énergie cinétique des pièces mobiles, dans la partie finale de leur mouvement O En tous cas, au moment ou l'armature mobile vient heurter la partie fixe de l'électro-aimant, il faut que l'effort d'attraction magnétique soit supérieur à l'effort de rappel élastique-, pour réduire les effets de rebondissement, et immobiliser efficacement l'armature en fin de mouve- ment. A titre d V'exemples, on a représenté sur les fig 6 et 7 deux cas de courbes caractéristiques ainsi associées; la courbe de l'effort d'attraction de l'électro-aimant est coupée par la courbe de l'effort élastique de rappel, pour améliorer le comportement dyna- mique du système considéréo Sur la fig 6, on a repré- senté la courbe typique de l'effort d'attraction d'un ilectro-aimant, associé à un système de rappel élastique dont la courbe présente une variation brusque La cour- be de l'effort de l'électro-aimant est continue, et la courbe de l'effort de rappel élastique a été tracée en t-raits interrompus Jusqu'au point Xik l'effort d'at- traction de l électroaimant l'emporte sur l'effort de rappel élastique de manière à communiquer une acceléra- tion à l'arïaature mobile A l'endroit du point X 1 i, l' nergie cinétique de l'armature mobile correspond à l'intégrale de la surface marquée par des hachures croisées, et af- fectée du signe (+) En poursuivant sa course, l'armature mobile arrive dans une zone de fonctionnement o c'est l'effort de rappel élastique qui l'emporte sur l'effort d'attrac- tion magn 4 tique, de sorte que la vitesse de l'armature mobile diminue, La perte d'énergie cinétique correspond à 1 'intégrale de la surface hachuréeo Pour que l'armature Lranchisse oomtpl 4 tement cette zone, o c'est l'effort de rpoelt qui l'emporte sur l'effort d'attraction magnés tique, il suffit que l'armature mobile, au moment ot ell pénètre dans cette zone, ait une énergie cinétique supérieure à l'intégrale des efforts statiques désormais supérieurs à l'effort d'attraction de l'éleectro-aimanto il faut aussi que la surface à hachures croisées soit supérisure à la surface à hachures simples En outre, pour immobiliser l'armature en fin de mouvement, il faut bien entendu que l'effort d'attraction magnétique l'empor- te à nouveau sur l'effort de rappel élastique et sur les autres efforts antagonistes vers la fin du mouvement d'attraction En accordant de manière judicieuse les rapports en cause quant aux masses et aux efforts, aen particulier en combinaison avec le système de masse ad- ditionnelle décrit plus haut, on obtient pour l'armature mobile des mouvements extremement doux, rapides, et sans rebondissement. Sur la fig 7, on a représenté les mêmes dispositions dans le cas d'un dispositif o la courbe de l'effort d'attraction de l'électro-aimant présente une alternance Il est evident alors, même avec un ef- fort de rappel élastique de valeur constante, qu'on peut exercer ainsi une influence importante sur le comportement dynamique du système, dans des cas particuliers, grâace à cette intersection de la courbe de rappel élastique et de la courbe de l'effort d'attraction magnétiqueo On va maintenant exposer les incidences pra- tiques des considérations ci-dessus, en référence à quel- ques modes de réalisation de systèmes d'actionnement à électro-aimant conformes à l'invention: On a présenté sur la fig 8 un injecteur 23 de carburant pour ztoteurs à explosion, qui correspond à une forme de realisation usuelle pour de tels injecteurs, en ce qui concerne la configuration générale du circuit magnétique de son électro-aimant de commandeo Mais, à la différence des injecteurs connus, le nêcanisme de liélectroaimant comporte deux ressorts de rappel, saîvoi:r le ressort hélic-oldal 11, et la coupelle élastique Sous la coupelle élastique 15, se trouve la masse mobile additionnelle 16, Celle-ci est en appui sur le corps 18 du gicleur de sorte qu-il existe un certain jeu entre la coupelle qui sert de blutée à l'aiguille 19 2544801 d'injection 17, et la masse additionnelle 16, en position de fermeture de l'injecteur. A l'établissement du courant d'excitation, l'armature mobile 13 et l'aiguille d'injection 17, rigi- dement liée à l'armature, subissent une attraction à l'encontre de l'effort du ressort hélicoïdal 11 Au bout d'une partie de la course de l'armature mobile, la coupelle de butée de l'aiguille d'injection heurte la masse additionnelle, de sorte que l'effort élastique du ressort hélicoïdal Il S ajoute à celui de la coupel- le élastique 15 Vers la fin du mouvement d'attraction, l'armature mobile 13 frappe la pièce polaire 10 de l'élec- tro-aimant, et rebondit Mais la masse additionnelle 16 est alors libre de poursuivre son mouvement, à l'en- contre de l'effort résistant de la coupelle élastique Moyennant quoi, l'armature mobile est soulagnée d'autant, et se trouve soumise alors à un effort d'attrac- tion magnétique largement prépondérant qui arrête les rebondissements de l'aiguille. Lorsque le courant d'excitation de l'élec- tro-aimant est coupé, l'armature mobile est sollicitée dans le sens du retour par l'effet conjugué des deux ressorts de rappel Grâce à l'amélioration du comporte- ment dynamique de l'aiguille d'injection ainsi assurée, on obtient une réduction de la dose unitaire de carburant injecté de manière fiable, la quantité correspondante étant une fraction de la valeur couramment obtenue avec les injecteurs connus de type usuel Ceci permet donc d'améliorer considérablement l'exactitude de dosage unitai- re de carburant, en particulier aux régimes de ralenti du moteur, o ce dosage a une importance critique, Avec le système expérimental de la fig 8, en opérant avec une courbe de rappel élastique sensible- ment constante, et dans des conditions constantes en ce qui concerne le courant électrique de commande et l'ef- fort élastique de rappel en début de course, on a obtenu une amélioration importante du fonctionnement & l'injec- teur Grace à la réduction de l'entrefer fixe, et malgré les efforts de rappel élastiques sensiblement plus impor- tants de cet injecteur expérimental, on a obtenu pour la durée du mouvement d'attraction les mêmes valeurs que pour l'injecteur non modifié Mais la durée des rebondissements à l'ouverture a été réduite d'environ % par rapport à l'injecteur usuel La durée du mouve- ment de rappel a été réduite d'environ 50 %, sans effet de retard appréciable Malgré cette forte réduction de la durée du mouvement de rappel de cet injecteur ex- périmental, la durée des rebondissements à la fermeture de l'aiguille d'injection a également été réduite, d'en- viron 50 %, probablement à cause d'un effet d'amortissement considérable du mouvement de rappel, dû aun courants de Foucault encore actifs dans le circuit magnétique. Avec des circuits magnétiques étudiés pour réduire forte- ment les courants de Foucault, on peut obtenir une réduc- tion sensiblement plus importante de la durée du mouve- ment de rappel, suivant les caractéristiques d'amortisse- ment électrique de l'enroulement. Sur les graphiques des fig 9, 10 et 11, on a schématisé les conditions dynamiques de fonctionnement de l'injecteur de la fig 8, en admettant pour simplifier que l'effort de rappel élastique et l'effort d'attraction de l'électro-aimant ont des valeurs constantes, et en négligeant les efforts d'origine hydraulique La fig O 9 représente ainsi le mouvement de l'armature mobile et de la masse additionnelle en fonction du temps Le mouve- ment de la masse additionnelle est schématisé par la courbe pointillée On voit sur le graphique que la vites- se de l'armature mobile augmente moins rapidement à partir de l'instant *t 1, lorsque l'armature a frappé la masse. additionnelle, et la vitesse s'inverse même à l'instant to de l'impact de l'armature mobile A cet instant t O, la masse additionnelle se libère de l'armature et soula- ge celle-ci de l Deffort de rappei du ressort auxiliaire, pour laisser l'armature subir l'effet largement prépon- dérant de l'attraction de l'électro-aimant, qui atténue les mouvements de rebondissement. Ensuite, à l'instant t, il y a un choc entre l'armature mobile et la masse additionnelle, ani- mées de vitesses de sens inverses, grace à quoi l'éner- gie cinétique de ces deux pièces mobiles se trouve neutra- lisée dans une large mesure, en vue d'une immobilisation rapide et complète des deux pièceso La coupure du cou- rant d'excitation se produit à l'instant t 2, et le mouve- ment de rappel s'amorce alors, presque sans retard et avec une forte accélération, grace à la valeur élevée de l'effort de rappel élastiqueo A l'instant t 3, la masse additionnelle arrive en butée contre le corps du gicleur, et soulage d'autant l'armature mobile Celle- ci poursuit sa course avec une accélération moins forte, pour atteindre sa position de bout de course de fermeture, à l'instant t 4 o Les rebondissements qui se produisent alors ne sont pas plus accentués que dans les systèmes connus, malgré la réduction de la durée du trajet de rappel en effet, une quantité considerable d 'énergie électrique se trouve encore présente dans le circuit magnétique, à cause de la réduction d'ensemble des entre- fers et du moindre retard du mouvement de rappel, et cop avec les courants de Foucault pour amortir le uî 7 z 3:,nt de rappelo En outre, ces rebondissements à la ferwture de l'aiguille d'injection se produisent eux a s i de manière fiable, de sorte que la précision du doeage unitaire de carburant n'en est pas affectée. On a représenté sur le graphique de la fig 10 l'effet conjugué de l'effort d'attraction magné- ti Lque et de l'effort de rappel élastique s'exergant sur 22 2544801 l'armature mobile Au début de son mouvement d'attrac- tion, l'armature mobile subit une accélération sous l'ef- fet de l'attraction de l'électro-aimant, largement prêpon- dérante parrapport à l'effort de rappel élastique A l'instant tl, l'effort moteur appliqué à l'armature mobi- le est soulagé de l'effort du au ressort de rappel auxi- aiire La masse additionnelle se libère de l'armature mobile à l'instant to, ainsi soumise à un effort d'at- traction accru de l'électroaimant, favorable à l'atté- nuation des retondisseents et à l' immobilisation de l'armature ep rs les chocs en retour de la masse addi- tionnelle et de llarmature mobile, celle-ci est immobi- lisée dans sa position de bout de course, sous un effort d'appui réduit Après coupure du courant d'excitation, à l'instant t 2, les efforts conjugés des deux ressorts de rappel agissent pour le mouvement de retour de l'ar- mature rmobi-le Celle-ci est ensuite soulagée de l'effort du ressort auxiliaire à l'instant t 3 F et arrive donc en bout de course de fermeture avec une accelération plus faible. Le graphique de fig 11 l représente la va- riation de 1 ceffort élastique de rappel et de l'effort d'attraction mgnique, en fonction de la course de l'armature mobile 5 Lintégrale du travail en jeu, pour assurer l'accélération de l'armature mobile au cours de son mouvement d'attraction, correspond à la surface hachures croiséeso Et:l'intégrale du travail du ressort de rappel, qui assure le nouvement de retour de l arma- ture, correspond à la surface à hachures simples On v-oit len outre sur ce gàg e Dh que, que les variations des efforts en jeu, tant pour le mouvement d'attraction que Tour le mouvement de r E:our, répondent aux conditions voulues cour des durées de trajet réduites; en effe, au début de chaque mouvement de larmuature mobile, dans un sens ou dans lzautre, il existe déjà un effort moteur 23 2544801 important, propre à assurer L'accélération nécessaire. Pour bien montrer la variété des solutions techniques possibles conformément à 1 invention, on va encore décrire ci-après deux autres formes de réalisa- tion industrielle de systèmes d'actionnement à électro- aimant, conformes à l'invention. Dans le cas de l'injecteur de la fig 8, on a obtenu pour l'effort de rappel élastique une courbe à variation brusque, en faisant agir deux ressorts en parallèle, et en limitant la course utile du ressort de rappel auxiliaire Mais il est également possible d'obtenir une telle courbe à variation brusque au moyen de deux ressorts de rappel montés en série. on a représenté sur la fig 12 un disposi- tif d'actionnement à poussoir, commandé par un électro- aimant, dans lequel il faut que le mouvement de retour de l'armature mobile s'effectue avec des rebondissements aussi faibles que possible, afin que l'armature mobile soit rapidement immobilisée entre deux phases d'actionne- ment Par contre, pour le mouvement d'attraction de l'armature mobile, on tolère un effet de rebondissement, favorable à un mouvement de retour énergique et rapide, et à un effet d'appui bien net sur le poussoir L'arma- ture mobile 22 de l'électro-aimant à effet de poussée est amenée en position de repos par le ressort de rappel 23 Cependant, l'effort de rappel du ressort 23 se trou- ve réduit, sur une partie de la course aller, par l'ac- tion du ressort auxiliaire 20 Ainsi, l'effort d'attrac- tion de l'électro-aimant est largement prépondérant au début du mouvement aller de l'armature mobile, pour as- surer l'accélération de celle-ci A la fin de son mouve- ment aller, pour agir sur le poussoir, l'armature mobile revient dans l'autre sens, sous l'effet de l'accélération qui correspond à la pleine valeur de l'effort du ressort de rappel 23 Au bout d'une partie de sa course de re- 24 2544801 tour, l'armature mobile 22 heurte alors la masse addition- nelle 21 Là encore, on s'arrange pour avoir des condi- tions dynamiques telles que les rebondissements de l'ar- mature mobile soient rapidement amortis, lorsque l'arma- ture arrive en bout de course, grâce à 11 action de la masse additionnelle On peut en outre prévoir sur l'ar- mature mobile et sur la masse additionnelle une garniture en matière plastique, propre à amortir les bruits de fonctionnement, sans affecter de manière notable les effets d'interraction prévus entre ces deux pièces mobiles, conformément à l'invention. On a représenté sur la fig 13 un injecteur de carburant à haute pression, pour moteurs Diesel. La pression élevée du carburant, au début du mouvement de l'aiguille d'injection entraîne, des efforts hydrauli- ques importants, qu'il n'est pas possible de compenser en totalité par l'effort du ressort de rappel En fin d'injection, il faut empêcher tout rebondissement de l'aiguille, pour éviter un effet d'injection secondaire et tardive, préjudiciable au moteur. L'armature mobile 75 de cet injecteur est maintenue en appui par le ressort hélicoidal 77, sur l'épaulement correspondant du poussoir 78 Le poussoir est monté à coulisse dans l'armature mobile, dans le sens axial, avec un faible jeu radial L'aiguille d'in- jection 82 est solidaire du poussoir 78, par l'intermédi- aire d'un tube de liaison 79 Le poussoir, le tube de liaison, et l'aiguille d'injection, subissent l'effort d'appui d'un ressort en membrane 76, qui joue le rôle de ressort de rappel, et possède une courbe caractéristi- que à pente raide Le réglage est tel que l'effort de rappel élastique agissant sur l'armature mobile, vers la fin de son mouvement d'attraction, est à peine inférieur à l'effort d'attraction produit par l'électroaimant en régime d'induction de saturation On obtient ainsi une 2544801 rê-s bonne adaptation de la courbe de l'effort d'attrac- tion magnétique 1 vis-à-vis des contingences liées aux efforts d'ordre hydraulique subis par l'aiguille; St on obtient aussi une grande marge de prépondérance de l'ef- fort moteur utile, tant au début du mouvement d'attrac- tion que pour le mouvement de rappel. A l'éetablissement du courant d'excitation, l'armature amorce son mouvement aller, à l'encontre de l'esfort résistant du ressort de rappel Au cours de ce rouvenent dcattraction, les pressions en jeu s'équili' brent sous ilaiguille d'injection, qui subit en conséquen- ce 'n:e rt supplémentaire et important en direction de l orifice d'injection Cette augmentation-des efforts de pression en jeu sur l'aiguille est compensée, et au- delàl par iaccroi ssement de l'effort du ressort de rap- pel Ainsi, au adébut du mouvement d'attraction, l'effort d'attraction magnétique est largement prépondérant, pour assurer une accéleration énergique, alors que cette pré- pondérance disparaît presque complètement vers la fin du m Tuvement d'attraction Arrivée en bout de course, l'armature mobilt ast soulagée de l'effort du ressort de rappel, comew e 3 xpos& ci-dessus à plusieurs reprises, pour assurer rapideient l'amortissement des rebondissements de l'armature, et son iaiobilisation Lorsque le courant d'excitation est coupé, le ressort de rappel 76 peut agir avec la pleine valeur de son effort élastique, pour le m ent dm retour de l'armature, presque sans retard et a';e une forte accélérationo A l'arrivée de i'aiguil- 1 i=nj 7 ection en position de fermeturer l'armature mobi- 0 le se sépare de l'aiguilleo Celle-ci subit de la part du r Eeesort de rappel un effort d'appui importantg par rapport à la masse de l'aiguille d'injection, ce qui amortit efficacement les rebondissements de l'aiguille, peur empêcher tout phénomène d'injection secondaire et tardive nsuite, l'armature mobile 75 subit un amortis- 26 2544801 sernent hydraulique qui freine-son mouvement, cependant que le ressort hélicoïdal auxiliaire 77 agit en retour suir l'armature mobile 75, avec un faible effort, pour la ramener à se position de départ L'armature mobile 575 revient ainsi en appui sur l'épaulement du poussoir 78, avec une vitesse réduite, qui est amortie hydrauli- queirent pa-r le carburant liquide présent dans la cvt o coulisse 12 armature. Grâce à une bonne adaptation des courbas ldes rezsorts de rappel, vis-àa-vis des conditions stati- q.ue S et dynamiques à respecter dans le systèïm-e, on peut réduire considé,úrablement l'encombre-ment du circuit inagnê- tiq' ue de 2 z lcroamn qui commande cet injecteur. En outre, grâ ce à la valeur élevée de l'effort du ressort de rappel, on peut obtenir un retard acceptable du mouve- m:ent de rappel de ce nouvel injecteur à haute preszicin cornforme à Illinvmntion, en prévoyant un entrefer finze de faible valeur Or ceci n'était pas possible jusqu'l présent, avec legs injecteurs à haute pression connus, commaan-dés par éetoarat Piur régler de -manière égale les effets de pertes sur des injecteurs fabriqués en série, on a nrêVU d Su vis df L réglage, pour ajuster le cmotn dynamique St hydraulique de chaque injecteur Grâce à la vis de réglage 70 qui sert à modifier l'effort de rappel élastique, onz p 2 ut ajuster la tension au reîp-s duressort 'en bae 76, tandis que le bouchonà is 71 permet dm r-égler lei course utile de l'armature mobile et da 1 Vain-aille dinjection 82. De S ças sont mt,énagés dans le corues creux 74 de Ilin-ecteu r edans la pièce inemdaa 0, pour amener jusqu'au siège d'obturationde Viull d injection G 2 le carburant, dont 'La pression est rimaiits- inue a une valeur aussi constante que possibles Uzn faib-1 e débit de fuite du carburzànt passe ensuitez dansiin rsi ce existant entre l'aiguille d'injection 82 et la pièce de guidage 83 de l'aiguille, pour s'écouler dans la cavi- té interne du corps de l'injecteur, d'o ce carburant est renvoyé sous faible pression au réservoir qui ali- mente le moteur Les pièces mobiles de l'injecteur sont ainsi lubrifiées par ce débit de carburant qui retourne au réservoir. L'usinage du trou de guidage de l'aiguille * d'injection qui a un faible diamètre est délicat à réa- liser avec une grande précision On peut simplifier l'in- jecteur, en construisant le corps creux de manière étan- che et pour qu'il puisse résister à la pression, afin d'y faire arriver le carburant à pleine pression Ainsi, l'aiguille d'injection en position d'ouverture est pres- que entièrement soustraite aux effet-s de la pression hydraulique agissant d'un seul côté On peut alors aug- menter le diamètre de l'aiguille d'injection, sans avoir alors l'inconvénient d'efforts perturbateurs excessifs d'ordre hydraulique. Dans le cas de la forme de réalisation de la fig 13, o le logement de l'armature mobile est soustrait aux effets de pression, il est intéressant de réaliser l'aiguille d'injection avec un fort diamètre, pour compenser les efforts d'ordre hydraulique ainsi produits, au moyen d'un ressort hélicoïdal supplémentaire. On monte ce ressort hélicoïdal sur le ressort en membrane, de telle manière que l'effort a peu près constant de ce ressort s'ajoute à 1 ' effort naturel du ressort en membrane. Le ressort en membrane 76 est renforcé au milieu et extérieurement O Grâce à oes renforts, dis- posés aux endroits o se produisent les contraintes méca- niques les plus fortes, on augmente considérablement la capacité de charge du ressort en membrane La cons- tante d'élasticité du ressort en membrane dépend de leé- paisseur de la membrane, dans une large mesure Le res- sort en membrane a l'une de ses faces plane pour permet- tre un ajustage de sa constante d'élasticité, par élimi- nation des dispersions liées à une fabrication de série, en retouchant l'épaisseur, par usinage de la face plane à la rectifieuse Mais la constante d'élasticité dépend également des conditions de serrage, et on peut donc efffectuer un réglage par usinage au tour, ou en rédui- sant d'une autre manière l'épaisseur des renforts annu- laires du ressort en membrane. Bien entendu, même pour des injecteurs qui opèrent sous faible pression de carburant, on peut obtenir-urn meilleur fonctionnement en utilisant des res- sorts de rappel ayant une courbe à pente raide Pour les injecteurs o l'armature mobile et l'aiguille d'in- jection sont rigidement liés, une solution particulièrement intéressante consiste à réaliser la masse additionnelle en la reliant rigidement à un ressort en membrane, qui forme alors une seule pièce avec la masse additionnelle. On peut appliquer une telle solution par exemple à l'in- jecteur de la fig 8, en y remplaçant la bague d'écarte- ment 14, la coupelle élastique 15, et la masse addition- nelle 16, par un ressort en membrane percé d'un trou central, et comportant au milieu un renfort annulaire de même poids que la masse additionnelle O La bague d'é- cartement 14 est remplacée par un renfort annulaire ex- terne du ressort en membrane On peut alors supprimer le ressort hélicoïdal 11. Dans les injecteurs comportant une plaque mobile, qui joue à la fois le rôle d'armature et d'orga- ne d'obturation, on peut réaliser la masse additionnelle en forme de collerette disposée autour de l'armature mobile Une autre solution intéressante consiste à faire agir le ressort en membrane sur l'armature mobile de l'électro-aimant, par l'intermédiaire d'un poussoir central qui sert de masse additionnelle. REVENDICATIONS 1 Dispositif élastique avec masse addi- tionnelle pour l'amélioration du comportement dynamique de systèmes électromagnétiques, en particulier pour com- mander un injecteur de carburant pour moteurs à explosion, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une masse ad- ditionnelle ( 1), disposée entre l'armature mobile ( 4) et le ressort de rappel ( 3), cette masse additionnelle ne faisant pas partie du mécanisme à actionner et servant à assurer un portage du ressort de rappel, et ayant une valeur sensiblement inférieure à la masse de l'armature mobile, et pouvant se séparer de l'armature mobile lorsque celle-ci arrive en bout de course, pour poursuivre son mouvement, à l'encontre de l'effort résistant d'au moins un ressort de rappel, l'agencement étant tel que l'armature mobile ( 4), une fois parvenue en bout de course, se trouve libérée de l'effort du ressort de rappel ( 3), sous l'action de la masse additionnelle ( 1) qui continue son mouvement cette libération de l'armature mobile à l'égard du ressort de rappel existant pendant un laps de temps considérable par rapport à la période de rebondissement de l'armature mobile, de sorte que l'armature mobile ( 4) se trouve alors soumise à un effort d'attraction largement prépon- dérant de l'électro-aimant ( 9), d'une manière favorable 23 a l'a orhisement des rebondissements de l'armature mobi- le, et donc favorable à la réduction de la période de rebondissement de cette armature mobile. Dispositif élastique avec masse addi- tionnelle pour l'amélioration du comportement dynamique de systemes electromagnétiques, en particulier pour com- mander un injecteur de carburant pour moteurs à explosion, dans lequel au moins une masse additionnelle est disposée entre larmature mobile et le ressort de rappel, présente une valeur sensiblement inférieure à la masse de l'armatu- re mobile, et est susceptible de se séparer de l'armature 2544801 mobile lorsque celle-ci arrive en bout de course, pour poursuivre son mouvement à l'encontre de l'effort résis- -tant d'au moins un ressort de rappel, cette masse addi- tionnelle pouvant tre constituée par un élément du méca- nisme actionné par l'électro-aimant, ce dispositif étant caractérisé en ce que l'armature mobile ( 4), une fois parvenue en bout de course, se trouve libérée par la masse additionnelle ( 1) qui continue sa course, de l'ef- fort d'au moins un ressort de rappel ( 3); les rapports des valeurs des efforts et des masses en jeu dans le dispositif étant choisis de telle manière que l'énergie cinétique résiduelle de lgarmature mobile ( 4), qui subsis- te après le choc d'arrivée en bout de course de l'armatu- re mobile, se trouve dissipée, dans une large mesure, par un second effet de choc entre l'armature mobile ( 4) et la masse additionnelle ( 1) arrivant en sens inverses l'une contre l'autre. 3 Dispositif élastique avec masse addi- tionnelle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé 29 en ce que la courbe caractéristique du ressort de rappel présente une variation brusque, pour assurer un effort de rappel fortement accru vers la fin du mouvement d'at- traction de l'armature mobile; cet effort de rappel accru étant à peine inférieur à l'effort d'attraction de l'électo-aimant au régime d'induction de saturation, et que l'effort de rappel au début du mouvement d 2 attrac- tion estde préférence largement inférieur à la moitié de l'effort d'attraction de l'électro-aimant, au régime d'induction de saturation. 4 Dispositif élastique avec une masse additionnelle selon la revendication 3, caractérise en ce qu'il comporte deux ressorts de rappel associés en parallèle ou en série, et des moyens pour lim Liter la course utile de l'un de ces ressorts, afin de réaliser la variation brusque de la courbe caractéristique de 31 2544801 l'effort de rappel élastique du système ainsi constitué. Dispositif élastique avec masse addi- tionnelle selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la courbe de l'effort de rappel élastique est sensiblement horizontale avant et après l'endroit o se situe la variation brusque, cette courbe caractéristi- que pouvant ensuite s'abaisser dans le sens du mouvement d'attraction. 6 Dispositif élastique avec masse addi- tionnelle selon l'une -quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la variation brusque de l'ef- fort de rappel élastique se produit entre 40 et 90 % de la course d'attraction complète de l'armature mobile, et de préférence à environ 60 % de la cou-rse d'attrac- tion précitée. 7 Dispositif élastique avec masse addi- tionnelle selon la revendication 1 ou' 2, caractérisé en ce que la courbe de variation de l'effort de rappel élastique présente une pente très raide, de manière à assurer un effort de rappel très fortement accru vers la fin du mouvement d'attraction de l'armature mobile, cet effort de rappel fortement accru étant à peine infé- rieur à l'effort d'attraction de l'électro-aimant en régime d'induction de saturation; et que l'effort de rappel élastique étant de préférence sensiblement infé- rieur à la moitié de l'effort d'attraction de l'électro- aimant, en régime d'induction de saturation au début de la course d'attraction de l'armature mobile. 8 Dispositif élastique avec masse addi- tionnelle selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort de rappel constitué par un ressort en membrane, pour obtenir une courbe d'effort de rappel à pente raide, dans le cas d'une armature mobile ayant une course de travail de très faible amplitude. 9 Dispositif élastique avec masse addis 32 2544801 tionnelle selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ressort de membrane comporte un renfort sur sa bordure externe et/ou en son milieu. Dispositif élastique avec masse ad- ditionnelle selon la revendication 9, caractérisé en ce que le renfort du milieu du ressort en membrane présen- te de préférence une forme tubulaire, et une importance suffisante pour que ce renfort puisse servir de masse additionnelle. 11 Dispositif élastique avec masse addi- tionnelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la courbe de l'effort de rappel élastique coupe la courbe de l'effort d'attraction de l'électro-aimant, de manière à réduire la vitesse de l'armature mobile au-delà du point d'intersection des deux courbes. 12 Dispositif élastique avec masse addi- tionnelle selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que l'entrefer fixe est fortement réduit, par rapport à celui des électro-aimants connus, cet entrefer fixe pouvant même être totalement supprimé. 13 Dispositif élastique avec masse ad- ditionnelle selon l'une quelconque des revendications I à 12, caractérisé en ce qu'on régle le fonctionnement du système mobile, pour égaliser les pertes entre des dispositifs fabriqués en série, en réglant à la demande la tension au repos d'au moins un ressort du système, et/ou en ajustant l'amplitude de la course de l'armature mobile, et/ou la valeur de la course de l'armature mobile jusqu'à l'endroit o se produit la variation brusque de l'effort de rappel élastique, et/ou en choisissant des ressorts ayant différentes constantes d'élasticité, Dispositif élastique avec masse addi- tionnelle selon la revendication 2, en combinaison avec l'une quelconque des revendications 3 à 13, caract 4 zisé en ce que la masse additionnelle est constituée par une partie du mécar isme actionné -ar l'électro-aimant O