Brevet FR2576641A1 — publié le 19860801

i "Soupape d'injection de carburant susceptible d'être actionnée électromagnétiquement" Etat de la technique L'invention part d'une soupape d'injection de carburant susceptible d'être actionnée électromagnétiquement pour des installations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne avec un boîtierd'e soupape; avec une bobine magnétique baignée par le carburant, entourant un noyau en matériau ferromagnétique, et maintenue avec un jeu radial dans l'espace interne du boîtier de soupape, avec une armature actionnant, contre l'action d'un ressort de pression.un organe de fermeture de soupape coopérant avec un siège de soupape fixe, et avec une première tubu- lure de raccordement disposée concentriquement par rapport à l'axe longitudinal de la soupape ainsi qu'avec une seconde tubulure de raccordement disposée à l'intérieur de la première tubulure de raccordement,de façon qu'entre la première et la seconde tubulure de raccordement soit ménagée pour le carburant une section transversale d'é- coulement qui est reliée à l'espace interne du boltier de soupape. Dans des soupapes d'injection de carburant de ce type,on cherche, en baignant la bobine magnétique avec le carburant, à refroidir cette bobine et,en faisant passer le carburant à travers la soupape d'injection, à entraîner les bulles de vapeur éventuellement présentes dans une canalisation de retour. Si, par exemple dans une soupape d'injection de carburant, des bulles de vapeur sont entraînées vers l'injection, cela peut aboutir, en dehors de difficultés lors du démarrage du moteur à combustion interne, à une marche irrégulière ou même à un arrêt du moteur à combustion interne. On connatt-déjà une soupape d'injection de carburant dans laquelle le carburant amené autour de la bobine magnétique peut déjà au-dessus de l'armatures'écouler en retour par- tiellement vers la canalisation de retour, de sorte qu'un refroidissement direct de l'organe de fermeture de la soupape ne s'effectue que dans une mesure réduite. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients et,à cet effet la soupape d'injection de carburant, susceptible d'être actionnée électromagné- tiquement conformément à l'invention, est caractérisée en ce que l'armature est de forme annulaire cylindrique, et pénètre par son extrémité opposée au noyau avec un jeu réduit dans un alésage traversant d'un épaulement conducteur du flux magnétique s'étendant radialement par rapport à l'armature, et est reliée à un pointeau de buse servant d'organe de fermeture de soupape qui comporte une communi- cation d'écoulement entre un perçage interne de l'armature aboutissant à la deuxième tubulure de raccordement et une chambre de carburant dans laquelle pénètre le pointeau de buse qui est en communication par au moins une canalisation de liaison du bottier de soupape. Avantages de l'invention La soupape d'injection de carburant> conforme à l'invention,définie ci-dessus,présente par contre l'avantage que l'ensemble du carburant amené à la soupape d'injection de carburant passe tout d'abord sur le côté de l'armature opposé au noyau et est ainsi totalement disponible pour le refroidissement de l'organe de fermeture de soupape jusqu'à ce qu'au moins une partie de ce carburant puisse s'écouler vers la canalisation de retour. D'autres caractéristiques de l'invention permettent d'envisager d'autres formes avantageuses des améliorations de la soupape d'injection de carburant décrites ci-dessus. Il est particulièrement avantageux de faire passer la quantité de carburant s'écoulant en retour par une liaison d'écoulement du pointeau de buse qui se termine notamment aussi près que possible contre le pointeau de buse au voisinage du siège de soupape. De ce fait, un refroidissement direct et intensif du pointeau de buse est également garanti. Dessins Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés de façon simplifiée sur les dessins ci- joints et exposés plus en détail dans la description ci- après: - la figure 1 représente une soupape d'injection de carburant réalisée conformément à l'invention, - la figure 2 est une vue partielle d'une soupape d'injection de carburant réalisée conformément à l'invention avec un perçage borgne dans le pointeau de buse. Description des exemples de réalisation La soupape d'injection de carburant,re- présentée sur la figure 1,pour une installation d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne à compression de mélange et à allumage séparé} comporte un boîtier de soupape 1 en un matériau ferromagnétique, dans lequel une bobine magnétique 3 est disposée sur un support de bobine 2. La bobine magnétique 3 a une alimentation en courant par l'intermédiaire d'un raccordement à fiche 4 enrobé dans un anneau en matière plastique 5 entourant partiellement le boîtier de soupape 1. Le support de bobine 2 de la bobine magné- tique 3 est placé dans un espace interne 6 du boîtier de soupape 1 sur un noyau 7 qui pénètre partiellement dans l'espace interne 6 et qui ferme par une collerette 8 cet espace interne 6 vers l'anneau en matière plastique 5. La collerette 8 repose, d'une part, sur un épaulement 9 du bottier de soupape et est, d'autre part, partiellement saisie sur sa périphérie par un sertissage 10 du bottier de soupape et pressée par ce sertissage contre l'épaulement 9. A l'opposé du noyau 7 il est prévu, alignée par rapport à ce noyau 7, et partant de la collerette 8, une premiere tubulure-de raccordement 11. Cette première tubulure de raccordement 11 comporte un perçage épaulé 12 qui s'étend concentriquement à l'axe longitudinal de la soupape jusqu'à la face frontale 13 du noyau 7. Dans ce perçage épaulé 12 est insérée une seconde tubulure de raccordement 14 de façon qu'avec son extrémité de raccordement 15 opposée au noyauelle fasse saillie hors de la première tubulure de raccordement 11 et soit introduite à forcede façon étanchepar son extré- mité opposée 16,dans la partie 17 réalisée avec un diamètre réduit du perçage épaulé 12. Cette seconde tubulure de raccordement 14 comporte en direction axiale un perçage de retour d'écoulement 18 qui est en communication par un raccord non représenté avec une canalisation d'écoulement en retour aboutissant au côté aspiration d'une pompe de refoulement de carburant. Entre la première tubulure de raccordement 11 et la seconde tubulure de raccordement 14, est ménagée une section transversale annulaire d'écou- lement 19 par l'intermédiaire de laquelle le carburant refoulé par une pompe de refoulement de carburant et amené par l'intermédiaire d'un raccord pénètre dans le sens de la flèche dans la soupape d'injection de carburant. Un filtre de carburant 20 peut alors être disposé dans la section transversale d'écoulement 19. La section trans- versale d'écoulement 19 peut, d'une façon non représentée, s'étendre jusqu'à l'extrémité 16 de la seconde tubulure de raccordement 14. Comme cela est représenté, la section transversale d'écoulement 19 peut se terminer avant l'ex- trémité 16 de, la seconde tubulure de raccordement 14 et, à cette extrémité 16, il est prévu sur la seconde tubulure de raccordement 14 une gorge annulaire 21 qui, ou bien recoupe d'une façon non représentée la section transversale d'écoulement 19 en direction axiale, ou bien à laquelle aboutissent des rainures longitudinales 22 de la seconde tubulure de raccordement 14 qui partent de la section transversale d'écoulement 19 et s'étendent en direction axiale. A partir de la gorge annulaire 21,un canal d'écoule- ment 23 aboutit à travers la collerette 8 à l'espace interne 6 du boîtier 1 de la soupape, de sorte que le carburant qui arrive baigne le support 2 de la bobine magnétique 3 dans l'intervalle entre ce support 2 et la paroi de l'espace interne 6. A l'opposé de la collerette 8, l'espace interne 6 est délimité par un épaulement conducteur du flux magnétique 25 du bottier 1 de la soupape, cet épaule- ment s'étendant radialement vers l'intérieur et comportant un alésage traversant 26 en alignement par rapport au noyau 7. Le support de bobine 2 repose sur l'épaulement conducteur du flux magnétique. Alignée sur le noyau 7, une armature 27 de forme annulaire cylindre pénètre avec un jeu réduit dans l'alésage traversant 26 de l'épaulement conducteur du flux magnétique. Cette armature 27 comporte un perçage interne 23 dans lequel prend appui, d'une part, un ressort de pression 29 qui s'applique, d'autre part, sur l'extrémité 16 de la seconde tubulure de raccordement 14. A l'opposé du noyau 7, une tête 30 d'un pointeau de buse 31 pénètre dans le perçage interne 28 de l'armature 27 et est reliée à l'armature 27. Le pointeau de buse 31 s'étend à l'opposé de l'armature 27 dans un perçage de guidage 33 d'un corps de buse 34, qui est inséré partiellement dans un perçage de maintien 35 du boitier 1 de la soupape et qui est pressé par sertissage 36 contre une plaque de butée 37 qui s'applique contre un épaulement interne 38, constitué par l'épaulement 25 conducteur du flux magnétique, du bottier 1 de la soupape. Le pointeau de buse 31 traverse., avec une partie 40 de diamètre réduit un orifice de passage 41 dans la plaque de butée 37 et fait saillie par un téton de pointeau 42 hors d'un orifice d'injection 43 du corps de buse 34. Entre le perçage de guidage 33 du corps de buse 34 et l'orifice d'injection 43, est prévue une surface conique 44 de siège de soupape qui coopère avec une partie conique d'étanchement 45 sur le pointeau de buse 31. Entre l'orifice de passage 41 et la périphérie de la plaque de butée 37 il est prévu un évidement 46 dont la section libre est plus grande que la partie 40 de diamètre réduit du pointeau de buse 31. A cette partie de diamètre réduit se raccorde un épaulement de butée 48 du pointeau de buse 31, par lequel le pointeau de buse, lorsque l'armature 27 est attirée du fait de l'excitation de la bobine magnétique, s'applique sur la plaque de butée 37, la partie d'étanchement 45 étant alors soulevée du siège de soupape 44 et le carburant pouvant alors être projeté par l'orifice d'injection 43. A cet épaulement de butée 48 se raccorde une première partie de guidage 49 du pointeau de buse 31, à laquelle se raccorde une partie cylindrique 50 et une seconde partie de guidage 51. Les parties de guidage 49 et 51 assurent le guidage du pointeau de buse 31 dans le perçage de guidage 33 et sontpar exemple) réalisées sous forme de quatre pans pour assurer la circu- lation du carburant autour du pointeau de buse 31 jusqu'à la partie d'étanchement 45. Au moins une canalisation de liaison 53 va de l'espace interne 6 du bottier 1 de la soupape à la chambre de carburant qui entoure le pointeau de buse 31 et est entre l'armature 27 et le siège de soupape 44. Cette canalisation de liaison 53 est ménagée dans l'épaulement conducteur du flux magnétique et débouche entre l'armature 27 et la plaque de butée 37. Un perçage de dérivation 54, prévu dans la tête 30 du pointeau de buse 31i relie le perçage interne 28 de l'armature 27 et donc la deuxième tubulure de carburant 14 avec la chambre de carburant entre la tête 30 et l'épaulement de butée 48 du pointeau de buse 31, et permet un écoulement en retour du carburant vers la canalisation d'écoulement en retour du carburant et une expulsion des bulles de vapeur indésirables. Ce perçage de dérivation 54 constitue ainsi une liaison d'écoulement allant de la chambre de carburant entre l'armature 27 et l'orifice d'injection 43 et la seconde tubulure de raccor- dement 14. Dans le cas d'un autre exemple de réalisation d'une soupape d'injection de carburant selon la figure 2, dans lequel les parties restant identiques et dont l'action reste identique par rapport à la-soupape d'injection de carburant selon la figure 1 sont désignées par les -mêmes références, le pointeau de buse 31 comporte un trou borgne 56 ouvert vers le perçage interne 28 de l'armature 27, ce trou borgne s'étendant en direction de l'axe longitudinal de la soupape, par exemple jusqu'au voisinage du téton de pointeau 42. De ce trou borgne 56 partent des perçages transversaux 57, par exemple au nombre de deux, qui débouchent dans la chambre de carburant entre la seconde partie de guidage 51 et le siège de soupape 44, de préférence au voisinage de ce siège de soupape 44. Au lieu des perçages transversaux 57, il peut être prévudans une autre forme de réalisation indiquée en tirets,des perçages transversaux 58 partant du trou borgne 56 et qui débouchent dans la chambre de carburant entre la première partie de guidage 49 et la seconde partie de guidage 51 du pointeau de buse 31. Le trou borgne 56 avec les perçages transversaux 57 ou bien 58 constituent également une liaison d'écoulement entre la chambre de carburant autour du pointeau de buse 31 et la deuxième tubulure de raccordement 14. Les liaisons d'écoulement,constitutées par le perçage de dérivation 54 et le trou borgne 56 avec les perçages transversaux 57 ou bien 58, peuvent être prévues simultanément, auquel cas les débits partiels de carburant s'écoulant en retour peuvent être respectivement influencés par le choix de la section transversale du perçage de dérivation 54 et des perçages transversaux 57 ou bien 58. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Soupape d'injection de carburant, susceptible d'être actionnée électromagnétiquement,pour des installations d'injection de carburant de moteurs à combustion interneavec un bottier de soupape, avec une bobine magnétique baignée par le carburant, entourant un noyau en matériau ferromagnétique, et maintenue avec un jeu radial dans l'espace interne du bottier de soupape, avec une armature actionnant contre l'action d'un ressort de pression,un organe de fermeture de soupape coopérant avec un siège de soupape fixe, et avec une première tubu- lure de raccordement disposée concentriquement par rapport à l'axe longitudinal de la soupape ainsi qu'avec une seconde tubulure de raccordement disposée à l'intérieur de la première tubulure de raccordement de façon qu'entre la première et la seconde tubulure de raccordement soit ménagée pour le carburant une section transversale d'é- coulement qui est reliée à l'espace interne du bottier de soupape, soupape caractérisée en ce que l'armature (27) est de forme annulaire cylindrique, et pénètre par son extrémité opposée au noyau (7)j avec un jeu réduit, dans un alésage traversant (26) d'un épaulement conducteur du flux magnétique (25) s'étendant radialement par rapport à l'armature (27), et est reliée à un pointeau de buse (31) servant d'organe de fermeture de soupape qui comporte une communication d'écoulement (54, 56, 57, 58) entre un perçage interne (28) de l'armature (27) aboutissant à la deuxième tubulure de raccordement (14) et une chambre de carburant dans laquelle pénètre le pointeau de buse (31) qui est en communication par au moins une canalisation de liaison (53) du bottier de soupape (1). 2 ) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison d'écoulement du pointeau de soupape (31) comporte un perçage de dérivation (54) qui se termine d'un côté dans la chambre de carburant entre l'armature (27) et une première partie de guidage (49) du pointeau de buse (31). 3 ) Soupape d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, carac- térisée en ce que la liaison d'écoulement du pointeau de buse (31) comporte un perçage borgne (56) ouvert vers le perçage interne (28) de l'armature (27), ce perçage borgne étant en communication par au moins un perçage transversal (58). avec la chambre de carburant entre une première partie de guidage (49) et une seconde partie de guidage (51) du pointeau de buse (31). 4 ) Soupape d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, carac- térisée en ce que la liaison d'écoulement du pointeau de soupape (31) comporte un perçage borgne (56) ouvert vers le perçage interne (28) de l'armature (27) et qui est en communication>par au moins un perçage transversal (57)"avec la chambre de carburant voisine du siège de soupape (44). 5 ) Soupape d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 précédentes, caractérisée en ce que le carburant peut pénétrer par l'intermédiaire de la section transversale d'écoulement (19) ménagée entre la première tubulure de raccordement (11) et la seconde tubulure de raccordement (14) dans l'espace interne (6) du bottier (1) de la soupape et peut s'écouler par l'intermédiaire de la seconde tubulure de raccordement (14).