Brevet FR2610675A1 — publié le 19880812

"Soupape d'injection de carburant actionnée électromagné- tiquement, o l'induit et l'entrefer se trouvent situés à l'intérieur d'une chambre de rinçage". L'invention concerne une soupape d'injection de carburant, caractérisée en ce que l'induit et l'entrefer se trouvent situés à l'intérieur d'une chambre de rinçage, dans laquelle débouchent à distance l'une de l'autre, une ouverture d'arrivée d'écoulement d'une conduite d'ali- mentation pour le carburant, ainsi qu'une ouverture d'éva- cuation d'écoulement, d'une conduite d'évacuation d'écou- lement pour le carburant, ceci d'une manière telle qu'au moins une partie du carburant traverse l'entrefer. On connaît déjà une soupape d'injection de carbu- rant qui tire l'induit dans la direction des pôles magné- tiques, quand la bobine n'est pas excitée, au moyen d'un champ magnétique entretenu par un aimant permanent. A cette occasion, on ne peut pas empêcher que des particules d'impuretés dissoutes dans le carburant ne se soumettent également à l'influence du champ magnétique et ne se déposent sur les surfaces des pôles. Ceci conduit à une modification de l'épaisseur de l'entrefer entre induit et surfaces de p6les, en outre, des flux de fuite magnéti- ques peuvent survenir. De ce fait, on peut en arriver à -une modification non souhaitée du comportement dynamique de la soupape d'injection de carburant, par exemple de la durée du temps de transition entre une ouverture et une fermeture de la soupape. La soupape d'injection selon l'invention a par contre l'avantage de présenter un comportement dynamique inchangé, également dans le cas d'un fonction- nement de longue durée, de présenter un comportement dynamique inchangé, du fait qu'un dépôt de particules d'impuretés sur les surfaces des p8les est empêché et ainsi au voisinage de l'entrefer. Il est, en outre, empêché que du fait des particules d'impuretés n'appa- raissent des ponts magnétiques et ainsi des flux de dis- persion sur les pôles. En outre, il est avantageux que déjà dans les premières secondes, décisives, après un démarrage à chaud, la soupape d'injection de carburant injecte déjà dans le circuit d'aspiration d'un moteur à combustion interne, du carburant largement exempt de bulles de vapeur et ainsi apte à l'allumage. Des perfectionnements et des améliorations avantageux de la soupape d'injection de carburant sont possibles et sont caractérisés en ce que: au moins une partie de la chambre de rincage est formée d'une gorge qui parcourt radialement une plaque de base recevant une partie de la partie de pôle et dans laquelle se jettent aussi bien l'ouverture d'arrivée d'écoulement qu'également l'ouverture de sortie d'écoulement; - la conduite d'alimentation et la conduite de sortie d'écoulement s'écoulent parallèlement sur au moins une partie de leur longueur et sont exécutées comme des alésages; - l'ouverture d'arrivée d'écoulement et l'ouverture de sortie d'écoulement débouchent à égale distance de l'entrefer; - il existe deux parties de pale, sur lesquelles est située à chaque fois une bobine magnétique, et les parties de pale et les bobines magnétiques sont entourées par une enveloppe en matière plastique et en ce que la conduite d'alimentation et la conduite de sortie d'écoulement se trouvent dans l'enveloppe en matière plastique; - la conduite de sortie d'écoulement est reliable par une première tubulure de raccordement avec un organe de retour de carburant et la conduite d'alimentation est reliable par une deuxième tubulure de raccordement, avec un organe d'alimentation de O10 carburant - la première tubulure de raccordement se trouve située coaxialement à l'intérieur de la deuxième tubulure de raccordement. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté de manière simplifiée dans les dessins et expliqué plus en détail dans la description suivante. - La figure 1 représente une soupape d'injec- tion de carburant et - La figure 2 représente, en représentation partielle, une section au travers du plan décrit par II-II dans la figure 1. La soupape d'injection de carburant, pour une installation d'injection de carburaut d'un moteur à combustion interne à compression de mélange et à allumage commandé, représentée dans les figures 1 et 2, possède un carter de soupape 1, dont l'alésage de carter étagé 2 présente un premier épaulement 3, sur lequel s'appuie une plaque de base 4, dans l'évidement 5 situé au milieu de laquelle émergent une première partie de p8le 7 avec un premier pôle déplié 8 et une deuxième partie de pôle 9, avec un deuxième pôle déplié 10. Les pôles 8 et 10, qui sont dirigés l'un vers l'autre, forment entre eux un entrefer de pôle 11 et sont partiellement pontés magnétiquement par un premier aimant permanent 12. A l'intérieur de l'alésage de carter 2 est disposée une première bobine d'aimant 13 sur la première partie de pôle 7 et une deuxième bobine d'aimant 14, sur la deuxième partie de pôle 9 et qui se trouvent au-dessus des pôles 7, 10 et du premier aimant permanent 12. Dans les zones des pôles 7, 9, qui sont opposées aux pôles 8, 10, se trouvent deux corps conduc- teurs magnétiques 20, 21, auxquels sont appuyés, le premier corps conducteur magnétique 20, sur un coté-plat de la première partie de pôle 7 et le deuxième corps conducteur magnétique conducteur 21, sur un côté plat de la deuxième partie de pôle 9. Les corps conducteurs magnétiques 20, 21, sont orientés l'un vers l'autre; entre les deux, peut s'appuyer un deuxième aimant perma- nent 23, avec ses surfaces de pôle. L'écart entre le premier corps conducteur magnétique 20 et le deuxième corps conducteur magnétique 21, qui est par exemple, rempli par le deuxième aimant permanent 23, est limité et agit de ce fait comme un entrefer magnétique. Immédiatement après la zone qui reçoit les bobines magnétiques 13, 14, le carter de soupape présente une pièce d'embouchure 26 avec un diamètre limité, dans laquelle se continue l'alésage de carter 2 et recevant un corps de siège de soupape 27 qui repose par une bague intermédiaire 28 sur un deuxième épaulement 29 de l'alésage de carter 2 (figure 1). Le bord de l'embou- chure 26 engrène partiellement sur le corps de siège de soupape 27, tel une bride 30 et presse celui-ci dans la direction du deuxième épaulement 29, sur la bague intermédiaire 28. Dans la direction axiale, le corps de siège de soupape 27 possède un alésage traversant d'écou- lement 32, qui se Jette vers l'extérieur, dans un siège de soupape 33, conformé de manière rigide sur le corps de siège de soupape 27. L'alésage d'écoulement 32, dans le sens opposé au siège de soupape 33, passe dans une surface d'appui 34 chanfreinée, dont le diamètre s'accroît de manière conique, jusqu'à un alésage de guidage 35 cylindrique voisin. L'alésage d'écoulement 32 est traversé avec un Jeu, par une aiguille de soupape 36, à une extrémité de laquelle est fixé un induit 38, de forme sphérique et composé d'un matériau ferromagnétique et qui est logé dans l'alésage de guidage 35, de manière glissante, avec un faible Jeu. A l'opposé de l'induit 38 est formée une tête d'obturation 39, sur l'aiguille de soupape 36-et qui agit sur le siège de soupape 33. Du côté des parties de pôles 7, 9, qui servent de noyau, l'induit 38 possède un méplat 40, et est tiré, lorsque les bobines 13, 14 ne sont pas excitées par le champ magnétique permanent, au moins du premier aimant permanent 12, en direction des pales 8, 10, vis-à-vis desquels il présente toutefois un entrefer 41, lorsque la tête d'obtu- ration 39 repose sur le siège de soupape 33. Dans cette position, l'induit de forme sphérique 38 est soulevé de la surface d'appui 34 en biais. Le guidage radial de l'induit de forme sphérique 38 s'effectue à peu près à sa périphérie, par un contact linéaire dans l'alésage de guidage 35. L'alimentation de carburant vers l'alésage d'écoulement 32 s'effectue dans une gorge annulaire 45, entre un décrochement 46 du corps de siège de soupape 27 et l'alésage de carter 2, duquel des alésages radiaux 47 mènent à l'alésage d'écoulement 32. Ainsi qu'il a déJà été représenté, lorsque les bobines magnétiques 13, 14 ne sont pas excitées, l'induit 38 est tiré par le champ magnétique permanent, au moins du premier aimant permanent 12, en direction des pôles 8, 10 et maintien ainsi la tête d'obturation 39 sur le siège de soupape 33. Pour une excitation correspondante des bobines magnétiques 13, 14, le flux magnétique per- manent de l'induit s'écoule contre un flux électromagné- tique d'importance approximativement égale, faisant que la force de pression du combustible agissant sur l'ai- guille de soupape, dans le sens d'ouverture de la soupape, suffit à soulever la tête d'obturation 39 du siège de soupape 33, de telle sorte que l'induit 38 puisse exécuter un mouvement de course jusqu'à être en appui sur la surface de butée 34. Lorsque la tête de fermeture est soulevée vers l'extérieur par le siège de soupape 33, le carburant qui s'écoule au siège de soupape 33 centre en même temps l'aiguille de soupape 36 dans l'alésage d'écoulement 32. Ainsi qu'il est représenté dans la figure 1, deux autres ouvertures, une ouverture d'arrivée d'épou- lement 51, ainsi qu'une ouverture de départ d'écoulement 52, se trouvent dans la plaque de base 4, à l'extérieur de l'évidement central 5. Ces ouvertures, qui sont disposées à l'extérieur de l'axe longitudinal de la sou- pape d'injection de combustible, se développent axia- lement et débouchent à égale distance des ouvertures disposées à l'axe longitudinal de la soupape, par exemple dans une gorge 54, parcourant radialement la plaque de base 41 coupant l'évidement médian 5 et ainsi également les pôles 8, 10. La gorge 54 est élaborée dans la face plate de la plaque de base 4, appuyée sur le premier épaulement 3 et forme une partie d'une chambre de rin- çage 55, qui est limitée d'un côté par la gorge 54 et, de l'autre côté, par le premier épaulement 3 de l'alésage de carter 2 et au centre approximatif duquel se trouvent l'entrefer de pôle 11 et l'entrefer 41. L'ouverture d'arrivée d'écoulement 51 forme l'embouchure d'une conduite d'alimentation 57, qui s'étend axialement à l'intérieur du carter de soupape 1, l'ouverture de sortie d'écoulement 52 forme l'embouchure d'une conduite de sortie d'écoulement 58, qui s'étend également axia- lement à l'intérieur du carter de soupape 1. La conduite d'alimentation 57 et la conduite de sortie d'écoulement 58 sont, par exemple, exécutées comme des alésages et se trouvent à l'intérieur d'une enveloppe de matière plastique , qui entoure également les parties de p8les 7, 9 et les bobines magnétiques 13, 14 (figure 2). Dans la direction opposée au siège-de soupape 33, le carter de soupape 1 reçoit une bride 63, dans un élargissement 62. Une chambre 64 demeure entre la bride 63 et l'enveloppe en matière plastique 60, dans laquelle débouche la conduite de sortie d'écoulement 58. Une premiere tubulure de raccordement 65 est fixée coaxialement dans la bride 63 et s'étend au dehors du carter de soupape 1 et dispose d'un alésage central 66 qui est relié à l'une de ses extrémités avec la chambre 64 et est pourvu à l'autre de ses extrémités d'un filtre à combustible 68. A l'extré- mité de la première tubulure de raccordement 65, la bride 63 est également pénétrée d'une douille 70, qui se développe avantageusement en prolongement de la conduite d'alimen- tation 57 et parallèlement à la première tubulure de raccordement 65, en liaison avec celle-ci et qui débouche de l'autre côté, à l'extérieur du carter de soupape 1, dans un canal collecteur 76 cylindrique, formé à l'intérieur d'une deuxième tubulure de raccordement 75. Le canal collecteur 76 forme à cette occasion le fond de la deuxième tubulure de raccordement 75 de forme semblable à un pot, s'ouvrant du côté opposé à la soupape. La deuxième tubulure de raccordement 75 en forme de pot entoure sur une partie de sa longueur, la première tubulure de raccordement 65, faisant que se développe une ouverture annulaire 78, entre la première tubulure de raccordement 65 et la deuxième tubulure de raccordement 75. L'ouverture annulaire 78 possède un deuxième filtre à combustible 79, qui s'appuie, d'un côté, sur la première tubulure de raccordement 65 et, sur l'autre côté, sur la deuxième tubulure de raccordement 75. La première tubulure de raccordement 65 et la deuxième tubulure de raccordement sont entourées chacune d'une bague d'étan- chéité 80, 81. Entre la bride 63 et la deuxième tubulure de raccordement 75, se trouvant axialement à distance, se trouve une injection de matière plastique 83, incluant la première tubulure de raccordement 65 et la douille 70, dans laquelle se développent également des raccordements électriques 84 des bobines magnétiques 13, 14. La premiere tubulure de raccordement 65 s'ouvre par exemple dans un organe de retour de carburant 91 du moteur à combustion interne, la deuxième tubulure de raccordement 75 s'ouvre sur l'ouverture annulaire 78, par exemple dans un organe d'alimentation de carburant 92 du moteur à combustion interne. La soupape d'injection de carburant est parcourue de la manière suivante: le carburant arrive, par le deuxième filtre à carburant 76, l'ouverture annu- laire 78 et le canal collecteur 76 à l'intérieur de la deuxième tubulure de raccordement 75, dans la douille 70 et, de là, par la conduite d'alimentation 57 et l'ouver- ture d'arrivée d'écoulement 51, dans la chambre de rinçage 55. Un premier courant de carburant mène de là au siège de soupape, par la gorge annulaire 45, les alésages radiaux 47 et l'alésage d'écoulement 32, alors qu'une deuxième partie de l'écoulement de carburant s'écoule le long de la gorge 54, vers les pôles 8, 10. Cette deuxième partie du courant de carburant s'écoule en une plus petite partie dans l'entrefer de pôle 11, alors qu'elle irrigue pour la plus grande partie l'entrefer 41 se trouvant entre le méplat 40 de l'induit 38 et les pôles 8, 10. A cette occasion, les particules d'im- puretés qui sont déposées dans la zone de l'entrefer 41 sur l'induit 38, ou bien aux pôles 8, 10, se trouvent dissoutes et évacuées. L'entrefer'll est également nettoyé des dépôts. L'écoulement de retour du carburant, hors de la chambre de rinçage 55 s'effectue par l'ouverture d'écou- lement 52, la conduite de sortie d'écoulement 58, la chambre 64 et l'alésage central 66 de la première tubulure de raccordement 65. Le carburant quitte la soupape d'injection de carburant par le premier filtre à carburant 68 et arrive dans l'organe de retour de carburant 91. L'invention n'est en aucun cas limitée à l'exemple de réalisation qui est montré, l'idée décrite, du rinçage de l'entrefer 41 s'applique bien plus à tous les genres de soupapes d'injection de carburant actionnables électromagnétiquement. Toutefois, les constructions de soupapes telles qu'au moins un aimant permanent est connecté dans son circuit magnétique, y sont décrites et celles qui sont par exemple dans les documents DE-OS 33 28 467, 33 36 011 et 35 20 142. Du fait que des soupapes magnétiques de ce genre sont maintenues presque de manière ininterrompue sous un champ magnétique, la tendance est particulièrement grande chez elles au dépôt de particules d'impuretés sur les surfaces de pôles. REVENDICATIONS 1) Soupape d'injection de carburant, en particulier pour l'injection de carburant dans le circuit d'aspiration d'un moteur à combustion interne à compression de mélange et allumage commandé, avec un carter de soupape, au moins une partie de pôle avec une bobine magnétique, qui produit un flux magnétique dans la partie de pôle, lors de l'excitation, avec un aimant permanent appuyé sur la partie de pôle et avec un induit relié à une partie d'ob- turation de soupape, entre lequel et la partie de pôle, s'étend un entrefer, soupape caractérisée en ce que l'induit (38) et l'entrefer (41) se trouvent situés à l'intérieur d'une chambre de rinçage (55), dans laquelle débouchent à distance l'une de l'autre, une ouverture d'arrivée d'écoulement (51) d'une conduite d'alimentation (57) pour le carburant, ainsi qu'une ouverture d'évacua- tion d'écoulement (52), d'une conduite d'évacuation d'écoulement (58) pour le carburant, ceci d'une manière telle qu'au moins une partie du carburant traverse l'entre- fer (41). 2) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une partie de la chambre de rinçage (55) est formée d'une gorge (54) qui parcourt radialement une plaque de base (4), recevant une partie de la partie de pale (7, 8) et dans laquelle se Jettent aussi bien l'ouverture d'arrivée d'écoulement (51) qu'également l'ouverture de sortie d'écou- lement (52). 3) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que la conduite d'alimentation (57) et la conduite de sortie d'écoulement (58) s'écoulent parallèlement sur au moins une partie de leur longueur et sont exécutées comme des alésages. 4) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'ouverture d'arrivée ll d'écoulement (51) et l'ouverture de sortie d'écoulement (52) débouchent à égale distance de l'entrefer (41). ) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'existent deux parties de pôle (7, 9) sur lesquelles est située à chaque fois une bobine magnétique (13, 14), en ce que les parties de pôle (7, 9) et les bobines magnétiques (13, 14) sont entourées par une enveloppe en matière plastique (60) et en ce que la conduite d'alimentation (57) et la conduite de sortie d'écoulement (58) se trouvent dans l'enveloppe en matière plastique (60). 6) Soupape d'injection de carburant selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la conduite de sortie d'écoulement (58) est reliable par une première tubulure de raccordement (65) avec un organe de retour de carburant (91) et en ce que la conduite d'alimentation (57) est reliable par une deuxième tubulure de raccordement (75) avec un organe d'alimentation de carburant (92). 7) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 6, caractérisée en ce que la première tubulure de raccordement (65) se trouve située coaxialement à l'intérieur de la deuxième tubulure de raccordement (75).