Brevet FR2552847A1 — publié le 19850405

Soupape actionnée électromagnétiquement ". La présente invention concerne une soupape actionnée électromagnétiquement, notamment soupape d'in5 Jection de carburant pour installations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne, avec un noyau ferromagnétique supporté dans un boitier de soupape et une armature mobile en forme de bille, laquelle actionne un élémentobturateur de soupape coopérant avec un siège de 10 soupape fixe, pour, lorsque la bobine magnétique est excitée, éloigner l'élément-obturateur de son siège en direction du noyau, contre la force d'un ressort de rappel. Une soupape à commande électromagnétique de ce genre est déjà connue, de grandes dimensions, et 15 dans laquelle le circuit magnétique est de constitution coûteuse et dont la possibilité de miniaturisation est très limitée. L'invention a pour objet une soupape à commande électromagnétique du genre décrit ci-dessus, caractérisée en ce que le noyau est formé par une chape supportant la bobine magnétique, et, d'une part, une première pièce polaire, et d'autre part, une seconde pièce polaire, disposées sur la chape, la première pièce polaire présentant, sur son extrémité éloignée de la chape, un premier paleet la seconde pièce polaire présentant, sur son extrémité éloignée de la chape, un second pôle, le premier pôle et le second p 6 le étant orientés l'un vers l'autre, et délimitant entre eux une fente, ainsi que vers l'armature mobile en forme de bille, étant pourvus d'une surface extérieure concave s'étendant sur chacun des pôles Cette soupape présente l'avantage de pouvoir être réalisée avec de faibles dimensions tout en présentant une très grande précision de commande et une longue durée de service. Des mesures mentionnées dans la suite 10 rendent possibles des constitutions de réalisation plus avantageuses et d'autres perfectionnements Il est particulièrement avantageux de constituer l'armature mobile en forme de bille et, en même temps, comme un élémentobturateur de soupape coopérant avec un siège fixe. L'invention prévoit également que l'armature mobile en forme de bille est guidée par une membrane solidaire du boltier, appliquée sur son pourtour et est chargée par sollicitation en direction du siège de soupape. Avantageusement, il est également prévu 20 que la bobine magnétique est pourvue d'une enveloppe en matière synthétique injectée qui est constituée, d'autre part, comme raccord de branchement et sert de conduite de fluide de commande. Un exemple de réalisation de l'invention 25 est décrit ci-après et représenté à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue, en élévation et coupe longitudinale, d'une soupape d'injection de carburant constituée conformément à l'invention, la figure 2 est une vue en coupe transversale par II-II de la figure 1. La soupape d'injection de carburant représentée aux figures 1 et 2 comme exemple de réalisation pour une installation d'injection de carburant sert, par 35 exemple, à l'injection de carburant dans la tubulure d'aspiration de moteurs à combustion interne à compression de mélange carburant et allumage extérieur commandé. Le boitier de soupape est désigné par la référence 1. Un noyau est monté dans ce boitier, formant une premiere 5 pièce polaire 2, et une seconde pièce polaire 3 Chacune des pièces polaires est disposée sur l'extrémité d'une chape 4 qui supporte une bobine magnétique 5 Sur son extrémité la plus éloignée de la chape 4, la première pièce polaire 2 présente un premier pôle 7, tandis que 10 la seconde pièce polaire 3 porte, à son extrémité éloignée de la chape 4, un second pôle 8 Le premier pôle 7 et le second pôle 8 s'étendent transversalement à l'axe longitudinal de la soupape et sont orientés l'un vers l'autre Ils délimitent entre eux une fente 9 dans la15 quelle peut être disposé un corps de butée 10 constitué en un matériau non magnétique 10. Sur leur côté le plus éloigné de la chape 4, les pôles 7 et 8 sont pourvus d'une surface extérieure concave 11 s'étendant sur les deux pôles Le corps de butée 10 peut faire saillie sur une faible distance, par exemple environ 0,1 millimètre, hors de la surface extérieure concave 11 Comme armature mobile, et, en même temps, comme corps-obturateur de soupape, une bille 13 est prévue, qui est disposée, avec un jeu approprié en25 tre les deux surfaces concaves 11 des pôles 7 et 8 Le siège de soupape 14 est constitué dans un corps de buse qui est relié au boitier de soupape En aval de ce siège de soupape 14, il est prévu, dans le corps de buse 15, au moins un perçage d'arrivée de carburant 16, qui sert au dosage de ce carburant, et qui débouche dans un perçage de préparation de mélange 18 qui est formé dans le corps de buse 15 et constitué dans le fond 17 du perçage d'amenée, de telle manière que ne se forme aucun courant tangentiel, mais 35 que le jet de carburant sorte tout d'abord de chaque guide de carburant 16 sans contact avec la paroi et ensuite frappe la paroi du perçage de préparation 18, de manière à être disposé par celui-ci en forme de film ayant sensiblement une forme de parabole pour s'écouler vers l'extrémité ouverte et se diffuser. Entre les pôles 7 et 8 et le siège de soupape 14 est montée, dans le corps de buse 15, supportée par son pourtour, une membrane de guidage 21 soli daire du boitier qui est engagée, à travers une ouverture 10 de guidage centrale 22, avec le pourtour de la bille 13 de telle sorte que cette membrane exerce sur la bille 13 une force en direction du siège de soupape 14 Grâce à cette membrane de guidage 21, la bille 13 est, en même temps, guidée-en direction radiale La course de la bille 13 servant d'organe-obturateur de soupape en direction des pôles 7, 8 peut être diminuée par une conformation du corps de buse 15. Dans la zone des pièces polaires 2 et 3, le boitier de soupape 1 est entouré par une bague de court-circuit 23, laquelle, comme le montre la figure 2, est supportée pour pouvoir tourner sur le bottier Elle est constituée de deux moitiés de bague 24, 25, assemblées dans un plan parallèle à l'axe longitudinal de la soupape, dont l'une est une pièce annulaire 24 en maté25 riau ferromagnétique et l'autre 25 est constituée en matériau non magnétique Par un déplacement de rotation de la bague de court-circuit 23, l'équilibrage dynamique de la soupape peut être effectué. La bobine magnétique 5, avec ses lan30 guettes de contact 27 est entourée à joint étanche par une pièce en matière synthétique moulée par injection 28 Entre cette pièce 28 et le bottier de soupape 1, s'étend en direction axiale, au moins un canal d'écoulement de fluide 29 (voir figure 2), lequel, d'une part, 35 conduit à la chambre collectrice de mélange 30 formée entre les p 6 les 7, 8 et le siège de soupape 14, et qui, d'autre part, est relié à un canal d'amenée de fluide 31 qui est prévu dans le raccord de branchement 32 formé dans la pièce moulée en matière synthétique 28, à l'ex5 térieur du bottier de soupape 1 Dans l'extrémité éloignée du bottier 1 de ce raccord de branchement 32, peut être insérée, pour son renforcement, une douille métallique 33 s'étendant au moins en partie dans la pièce en matière synthétique 28. Dans cette zone du canal d'écoulement de fluide 31, un filtre 34 peut également être inséré Par ce canal 31, la soupape est en communication avec une source de carburant, par exemple une conduite de distribition de carburant, non représentée, d'une installation 15 d'injection de carburant La pièce en matière synthétique 28 forme également, en lui incorporant les languettes de contact 27, un élément de raccordement d'enfichage 35, par l'intermédiaire duquel la commande électrique de la soupape est effectuée au moyen d'un appareil de commande 20 électronique, non représenté. Si maintenant la bobine d'aimant 5 est excitée, c'est-à-dire est traversée par du courant, un flux magnétique est établi, par exemple à travers la première pièce polaire 2 constituée en forme de tronçon 25 tubulaire, vers le premier pôle 7 et, avec attraction de la bille 13 vers le second pôle 8, pour revenir, à travers la seconde pièce polaire également tubulaire, vers la chape 4 Les pôles 7 et 8 présentent alors une polarité différente. RE V E N D I C A T I O N S 1 ) Soupape actionnée électromagnétiquement, notamment soupape d'injection de carburant pour installations d'injection de carburant de moteurs à com5 bustion interne, avec un noyau ferromagnétique supporté dans un boltier de soupape et une armature mobile en forme de bille, laquelle actionne un élément-obturateur de soupape coopérant avec un siège de soupape fixe, pour, lorsque la bobine magnétique est excitée, éloigner l'élé10 ment-obturateur de son siège en direction du noyau, contre la force d'un ressort de rappel, soupape caractérisée en ce que le noyau est formé par une chape ( 4) supportant la bobine magnétique ( 5), et, d'une part, une première pièce polaire ( 2) et, d'autre part, une seconde pièce 15 polaire ( 3), disposées sur la chape ( 4), la première pièce polaire ( 2) présentant, sur son extrémité éloignée de la chape ( 4) , un premier pole ( 7), et la seconde pièce polaire ( 3) présentant, sur son extrémité éloignée de la chape ( 4), un second pale ( 8), le premier pôle ( 7) 20 et le second pôle ( 8) étant orientés l'un vers l'autre, et délimitant entre eux une fente ( 9), ainsi que vers l'armature mobile en forme de bille ( 13), étant pourvus d'une surface extérieure concave ( 11) s'étendant sur chacun des pôles ( 7, 8). 2 ) Soupape Suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'armature mobile est constituée par une bille ( 13) et sert en même temps de pièce-obturatrice de soupape déplaçable. 3 ) Soupape suivant la revendication 2, 30 caractérisée par une membrane de guidage ( 21) servant de ressort de rappel, qui est supportée sur son pourtour, solidaire du bottier, entre les pales ( 7, 8) et le siège de soupape ( 14), cette membrane ( 21) étant engagée, avec une ouverture de guidage ( 22), sur le pourtour de la bille ( 13) et exerçant sur celle-ci une force orientée en direction du siège de soupape ( 14). ) Soupape suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, dans la fente ( 9) entre les pôles ( 7, 8), est monté un corps de butée ( 10) en maté5 riau non magnétique, qui fait légèrement saillie hors de la surface extérieure concave ( 11) des pôles ( 7, 8). ) Soupape suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le boitier de soupape ( 1) est entouré, dans la zone des pièces polaires ( 2, 3) par une bague de court-circuit ( 23) supportée pour tourner par rapport au boîtier ( 1), cette bague étant constituée par deux parties annulaires ( 24, 25) assemblées dans un plan parallèle à l'axe longitudinal de la soupape, dont l'une ( 24) est construite en matériau ferromagnétique, 15 et l'autre ( 25)-en matériau non magnétique. 6 ) Soupape suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la bobine magnétique ( 5) est entourée, à joint étanche, par une pièce en matière synthétique moulée par injection ( 28), entre laquelle et 20 le bottier de soupape ( 1) s'étend, en direction axiale, au moins un canal d'écoulement de fluide ( 29) qui est en liaison avec un canal d'amenée de fluide ( 31) prévu dans un raccord de branchement ( 32) formé dans la pièce moulée par injection ( 28) extérieurement au boîtier de soupape 25 ( 1). ) Soupape suivant la revendication 6, caractérisée en ce que, dans l'extrémité du raccord de branchement ( 32) éloignée du boîtier de soupape ( 1), est placée une douille métallique ( 33) qui est enrobée au moins en partie dans la pièce de matière synthétique moulée par injection ( 28).