Brevet FR2583110A1 — publié le 19861212

- 1- Valve doseuse de carburant Dour disDositif d'alimenta- tion de moteur à combustion interne. L'invention concerne une valve doseuse de carburant faisant partie d'un dispositif d'alimentation de moteur à combustion interne. Les dispositifs du type ci-dessus sont conçus pour amener une quantité donnée de carburant qui se mélange à de l'air à l'intérieur de la tubulure d'admission d'un moteur à combustion interne et comprennent essentiellementdes moyens de formation du mélange qui, par l'intermédiaire de conduits appropriés, sont alimentés en air et par l'intermédiaire de la valve doseuse susdite, sont alimentés en quantités données de carburant. La valve comprend essentiellement une enveloppe définissant un circuit pour le carburant amené à la valve par une paope d'alimentation et un obturateur coulissant axialement & l'intérieur de l'enveloppe entre une premiere position dans laquelle il ferme le circuit et une deuxième position dans laquelle le circuit est ouvert. L'obturateur est actionné par un électro-aimant placé-à l'intérieur de l'enveloppe et fait corps avec une armature attirée par le noyau de l'électro-aimant. L'enveloppe comprend un chapeau définissant la partie antérieure et fixé au reste de l'enveloppe. Le circuit de carburant est formé à l'intérieur du chapeau et se termine à l'intérieur d'une sortie d'injection de carburant et d'un siège axial guidant l'obturateur. L'obturateur présente au moins une paire de saillies annulaires dont la surface latérale est formée de parties de surface cylindri- ques et de parties de surface planes, les parties de surface cylindriques étant conçues pour s'adapter de façon coulis- sante à la surface cylindrique correspondante du siège axial à l'intérieur du chapeau de manière à guider le déplacement axial de l'obturateur relativement au chapeau et les parties de surface planes formant, avec la surface cylindrique du siège, des sorties de carburant qui font partie du circuit de -2" carburant. Ce circuit comprend aussi un certain nombre de trous radiaux formés dans la paroi annulaire laterale du chapeau et qui, se terminant à l'intérieur de la surface cylindrique du siège, communiquent donc avec les sorties formées entre la surface cylindrique du siège et les parties de surface planes des saillies annulaires de l'obturateur. Les valves du type ci-dessus présentent un certain nombre d'inconvénients. Premièrement, la fabrication comporte de nombreuses opérations d'usinage délicates. Les trous formés dans la' paroi latérale du chapeau et dont les axes sont perpendicu- laires à l'axe du chapeau doivent &tre percés successivement, ce qui augmente beaucoup le temps total de perçage nécessaire. En outre, le fait que ces trous se terminent à l'intérieur de la surface cylindrique du siège de coulissement d'obtu- rateur affecte la continuité de cette surface, rendant ainsi extruement difficile le meulage de celle-ci et empochant de calibrer facilement le diamètre de la surface pendant le meulage. En outre, l'usinage des parties de surface planes (formant les sorties de carburant) sur les saillies annulaires de l'obturateur comporte non seulement un tournage mais aussi un fraisage qui suit. Le fonctionnement des valves susdites n'est pas entièrement satisfaisant non plus, par suite de la résistance à l'écoulement du carburant et de la formation d'un écoule- ment préférentiel de carburant à travers les sorties, causée par les variations de la vitesse et de la direction du carburant tandis qu'il s'écoule à travers ces sorties vers la sortie d'injection. L'efficacité médiocre des surfaces cylindriques s'adaptant de façon coulissante à la surface cylindrique du siège du chapeau entraîne une étanchéité médiocre entre l'ob- turateur et la sortie d'injection du chapeau. En fait, par suite de la présence des parties de surface planes sur les saillies annulaires, les parties de surface cylindriques des saillies peuvent.tre meulées & une tolérance assez large,très -3 - inférieure à celle que l'on peut obtenir en meulant une surface cylindrique continue. Enfin, sur les valves du type susdit, le temps de réponse à un signal coimarant l'ouverture et la fermeture de l'obturateur est assez long, par suite du haut degré d'inertie de l'obturateur lui-même. Le but de l'invention est de fournir une valve doseuse de carburant du type susdit, mais ne comportant aucun des inconvénients mentionnés, c'est-A-dire une valve formée de pièces qui puissent 8tre fabriquées facilement et à bon marché, permettant l'amenée de carburant à la sortie d'injection avec peu de résistance et sans variation de vitesse ni de direction, et qui présente un obturateur assurant une étanchéité parfaite et de dimension fortement réduite. Compte tenu de ces buts, l'invention, a pour objet une valve doseuse de carburant faisant partie d'un disposi- tif d'alimentation de moteur à combustion interne et compre- nant un chapeau adapté au carter de valve et dans lequel est formé un circuit de carburant se terminant dans une sortie d'injection de carburant, et un obturateur coulis- sant axialement à l'intérieur d'un siège axial du chapeau entre une première position dans laquelle cet obturateur ferme la sortie d'injection et une deuxième position dans laquelle la sortie d'injection est ouverte, l'obturateur étant actionné par un électro-aimant placé à l'intérieur du carter et des moyens de guidage étant pr6vus pour guider l'obturateur à l'intérieur du siège axial du chapeau# valve caractérisée par le fait que le circuit de carburant com- prend un certain nombre de trous formés à l'intérieur du chapeau et disposés autour du siège axial, et une chambre annulaire formée à l'intérieur du chapeau et communiquant hydrauliquement avec les trous et avec la sortie d'injection de carburant, l'axe de chaque trou convergeant avec le siège axial. L'invention est décriteci-après à titre d'exemple et en référence au dessin annexé montrant une coupe axiale -4 - de la valve selon l'invention. La valve doseuse de carburant selon l'invention est conçue pour s'adapter sur un dispositif d'alimentation de moteur à combustion interne, fournissant un mélange d'air et de carburant à la tubulure d'admission du moteur. La valve selon l'invention présente une enveloppe indiquée dans son ensemble par 1 et comprenant un carter pratiquement cylindrique 2 et un chapeau 3 définissant la partie antérieure de l'enveloppe et adapté au carter de toute manière appropriée, par exemple par déformation permanente d'une saillie annulaire 4 dépassant axialement du carter. A l'intérieur du chapeau 3 est formé un circuit de carburant décrit plus en détail ci-après et qui se termine à l'intérieur d'une sortie d'injection de carburant 5. Le chapeau 3 présente aussi un siège axial pratiquement cylindrique 6 logeant un obturateur 7 coulissant axialement à l'intérieur du siège 6 et ayant une surface active 8 conçue pour coopérer avec un siège pratiquement conique 9 formé à l'intérieur du chapeau 3, près de la sortie d'injec- tion 5. L'obturateur 7 est conçu pour coulisser & l'intérieur du siège 6 entre une première position (représentée sur le dessin) dans laquelle l'obturateur 7 ferme la sortie 5 et une deuxième position dans laquelle la sortie 5 est ouverte. L'obturateur 7 est actionné par un électro- aimant 10 muni d'un noyau 11 conçu pour attirer une armature 12 adaptée solidairement à la partie postérieure de l'obtura- teur 7. Un anneau de butée 13, itué entre le chapeau 3 et le carter 2, coopère avec une saillie annulaire 15 de l'obturateur 7 pour définir le déplacement de l'obturateur 7 dans la direction du noyau 11. Selon la présente invention, le circuit de carburant servant à fournir du carburant à la sortie d'injection 5 comprend un certain nombre de trous 16 formés dans le chapeau et disposés autour du siège axial 6 de celui-ci, et une chambre annulaire 17, aussi formée dans le chapeau 3 et - 5communiquant hydrauliquement aussi bien avec les trous 16 qu'avec la sortie d'injection 5. Comme indiqué clairement sur le dessin, l'axe de chaque trou 16 converge avec l'axe du siège axial 6 de manière à former un angle inférieur à 90 . Le circuit de carburant comprend aussi une gorge annu- laire 18 formée sur la surface extérieure du chapeau 3 et communiquant hydrauliquement avec les trous 16. La chambre 17 peut Otre définie par des surfaces de n'importe quelle forme, avantageusement conique comme dans le mode d'exécution représenté, et présente un diamètre extérieur plus grand que le diamètre du siège axial 6. L'axe de chaque trou 16 est avantageusement oblique par rapport à l'axe du siège 6 de sorte que la direction du carburant qui afflue de chaque trou 16 à la chambre 17 présente une composante tangentielle relativement- & la chambre 17. La valve selon l'invention est munie de moyens pour guider l'obturateur 7, ces moyens comprenant essentielle- ment une paire de surface cylindriques 19 s'adaptant de façon coulissante à la surface du siège axial 6 et formées chacune sur une saillie annulaire respective de l'obtura- teur 7, comme indiqué clairement sur le dessin. Ces saillies partent radialement d'une tige cylindrique 20, de diamètre considérablement inférieur à celui des surfaces cylindriques 19, ces surfaces cylindriques 19 ayant avantageusement plus de 1,5 fois le diamètre de la tige 20. L'obturateur 7 est normalement maintenu dans la position fermée représentée, dans laquelle la surface active 8 touche le siège 9 du chapeau 3 grâce à un ressort à boudin 21 inséré entre le chapeau 3 et le carter 2. La valve doseuse de carburant telle qu'elle est décrite fonctionne conme suit. Dans la position fermée représentée par le dessin, l'afflux de carburant à la sortie d'injection est coupé en vertu du fait que la surface active 8 est retenue contre le siège 9 par le ressort à boudin 21. Pour - 6- injecter une quantité donnée de carburant, on excite l'électroaimant 10 pendant un laps de temps donné et par suite de la traction exercée par le noyau 11 sur l'armature 12, l'obturateur 7 s'écarte du sège 9 et se meut axialement vers le haut (tel qu'on le voit sur le dessin) jusqu'à ce que la saillie annulaire 15 vienne reposer contre l'anneau de butée 13. L'obturateur 7 étant ainsi disposé, le car- burant, amené par une pompe d'alimentation appropriée à gorge annulaire 18, s'écoule à travers les trous 16 et la chambre 17 et sort par la sortie 5. Etant donné que le circuit de carburant ne présente pas de changements brusques de section ni de direction d'écoulement, le carburant s'écoule régulièrement vers la sortie 5. Dans la première partie du circuit, le carburant s'écoule avec une section constante et sans changement de direction à travers les divers trous 16 et arrive à la chambre 17. A l'intérieur de la chambre 17, les divers écoulements venant des trous 16 forment un autre écoulement régulier de carburant vers la sortie 5, cette fois de forme pratiquement annulaire et donc, convenant idéalement pour amener du carburant au canal annulaire défini par la surface active 8 de l'obtura- teur 7 et le siège correspondant 9 du chapeau 3. Pendant le déplacement axial de l'obturateur 7, les surfaces cylindriques 19 assurent un guidage efficace de l'obturateur 7 relativement au siège axial 6, en vertu de l'aire de con- tact étendue entre les surfaces 19 et la surface complémen- taire du siège 6. Si les axes des trous 16 doivent être obliques relativement à l'axe du siège axial 6, la direc- tion du carburant s'écoulant de chaque trou 16 présente une composante tangentielle relativement à la chambre, ce qui assure un mélange efficace du carburant à l'intérieur de la chambre, améliorant ainsi l'injection du carburant à travers la sortie 5. La structure de la valve selon l'invention est évidemment extrêmement simple, comprenant des pièces qui peuvent &tre -7 - fabriquées rapidement et à bon marché par des opérations normales d'usinage mécanique. Ces avantages sont particuliè- rement évidents dans la structure du chapeau 3: on peut percer simultanément les trous 16, en vertu de chaque incli- naison relativement à l'axe du siège 6, à la différence des chapeaux antérieurs à trous radiaux qu'il faut percer successivement. En outre, on peut fabriquer facilement la chambre 17 en utilisant les techniques normales d'étin- celage largement utilisées pour la fabrication de valves d'injection de carburant pour moteurs Diesel. Le siège axial 6 logeant l'obturateur coulissant 7 peut aussi être meulé à des tolérances strictes et en beaucoup moins de temps, en vertu de la nature continue de la surface intérieure du siège, qui assure aussi un calibrage rapide et sans diffi- cultés du diamètre de la surface pendant le meulage. On peut aussi fabriquer à bon marché et facilement l'obturateur 7, étant donné qu'il n'est pas nécessaire de fraiser les saillies annulaires sur lesquelles les surfaces cylindriques 19 sont formées pour obtenir des surfaces planes comme sur les types antérieurs de valve. En outre, comme déjà indiqué dans la description ci-dessus, l'amenée de carburant & la sortie d'injection 5 le long des conduits formés à l'intérieur du chapeau 3 est parfaitement régulière avec très peu de résistance à l'écoulement. Par suite de l'action de guidage efficace assurée par les surfaces cylindriques 19, la surface active 8 de l'obturateur 7 assure une étanchéité parfaite avec le siège complémentaire 9. Enfin, par suite de la dimension assez petite de l'obturateur 7, due au petit diamètre de la tige 20, la réponse aux impulsions commandant le déplace- ment axial de l'obturateur 7 est extrêmement rapide. Il sera évident pour les personnes qualifiées dans la branche que l'on peut apporter des modifications au mode d'exécution ici décrit sans toutefois s'écarter de la portée de l'invention. --8-- - 8 3- REVENDICATIONS 1.- Valve doseuse de carburant faisant partie d'un dispositif d'alimentation de moteur à combustion interne et comprenant un chapeau (3) adapté au carter (2) de valve et dans lequel est formé un circuit de carburant se terminant dans une sortie (5) d'injection de carburant, et un obtura- teur (7) coulissant axialement & l'intérieur d'un siège axial (6) du chapeau entre une première position dans laquelle cet obturateur (7) ferme la sortie d'injection (5) et une deuxième position dans laquelle la sortie d'injection (5) est ouverte, l'obturateur (7) étant actionné par un électro-aimant (10) placé à l'intérieur du carter (2) et des moyens de guidage (19) étant prévus pour guider l'obtu- rateur (7) à l'intérieur du siège axial (6) du chapeau, valve caractérisée par le fait que le circuit de carburant comprend un certain nombre de trous (16) formés & l'intérieur du chapeau (3) et disposés autour du siège axial (6), et une chambre annulaire (17) formée à l'intérieur du chapeau (3) et communiquant hydrauliquement avec les trous (16) et avec la sortie d'injection (5) de carburant, l'axe de cha- que trou convergeant avec le siège axial (6). 2.- Valve selon la revendication 1, dans laquelle le siège axial (6) est cylindrique, caractérisépar le fait que le diamètre extérieur de la chambre annulaire (17) est supérieur & 1,2 fois le diamètre du siège axial (6). 3.- Valve selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'axe de chaque trou (16) est oblique relative- ment à l'axe du siège axial (6), de sorte que la direction du carburant affluant de chaque trou (16) & la chambre (17) présente une composante tangentielle relativement à la chambre (17). 4.- Valve selon l'une des revendications 1 à 3, caracté- -risée par le fait que les trous (16) communiquent hydrauli- quement avec une cavité annulaire (18) formée sur la surface extérieure du chapeau (3). 5.- Valve selon l'une des revendications 1 à 4, carac- térisée par le fait que les moyens de guidage (19 de -"9- l'obturateur (7) comprennent une paire de surfaces cylin- driques s'adaptant de façon coulissante au siège axial (6) et formée chacune sur une saillie annulaire respective de l'obturateur. 6.- Valve selon la revendication 5, caractérisée par le fait que l'obturateur (7) comprend une tige cylindrique (20) sur laquelle sont formées les saillies annulaires, le diamètre de la surface cylindrique (19) de chacune de ces saillies étant supérieur à 1,5 fois le diamètre de la tige (20).