Brevet FR2616485A1 — publié le 19881216

La présente invention concerne une valve d'atomisation et dosage de carburant, actionnée électro- magnétiquement et destinée à être utilisée sur un disposi- tif d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne, cette valve ayant des dimensions très réduites, pouvant être montée d'une manière simple et rapide, étant extrêmement fiable et ayant des temps de réponse très courts à des signaux d'excitation. Comme cela est connu, des valves de ce type comportent normalement un corps, un élément obturateur déplaçable axialement à l'intérieur de celuici depuis une première position dans laquelle il ouvre le passage d'injection de carburant formé dans l'extrémité avant du corps proprement dit jusque dans une seconde position ou il ferme ce passage, un noyau en matière magnétique disposé à l'intérieur du corps et une armature fixée sur l'élément obturateur, ainsi qu'un enroulement d'excita- tion de forme annulaire pour produire dans le noyau un champ magnétique attirant l'armature et déplaçant l'élément obturateur jusque dans la première position définie précédemment. Le noyau précité est normalement fixé à l'extré- mité supérieure du corps en utilisant des éléments de liaison de différents types et des bagues d'étanchéité sont également disposées entre le noyau et le corps pour empêcher l'échappement de carburant à partir du corps de valve. L'élément obturateur est normalement maintenu dans la première position définie précédemment sous l'action d'un ressort hélicoïdal logé dans un trou axial du noyau et dont une extrémité s'appuie contre un élément de butée fixé sur le noyau proprement dit; cet élément de butée, qui peut être de différents types, est également normalement réglable axialement en position par rapport au noyau dans le but de pouvoir faire varier la force exercée par ledit ressort sur l'élément obturateur. Des valves du type brièvement décrit présentent 2G I6 485 différents inconvénients. En premier lieu, les caractéristiques de fonc- tionnement de la valve peuvent varier en fonctionnement à cause d'un échauffement excessif de l'enroulement d'excitation; en fait, il peut être complètement enfoncé à l'intérieur d'une cavité du corps et le carburant exerce une très faible action de refroidissement sur lui à cause de la petite surface de l'enroulement qui est exposée à l'action de lavage du carburant proprement dit. En outre, le temps nécessaire pour que l'élé- ment obturateur se déplace d'une position dans l'autre de ses deux positions précédemment définies peut être assez long à cause de la grande inertie magnétique des diffé- rentes parties de la valve, en particulier du noyau: la masse de celui-ci est assez grande à cause de la forme et des dimensions qui sont nécessaires pour le fixer à l'extrémité du corps et du fait de la présence des éléments auxiliaires nécessaires pour établir une liaison entre les parties et pour créer un joint étanche au carburant entre le corps et le noyau. Il en résulte que les dimensions hors-tout de la valve sont assez grandes. Enfin les opérations nécessaires pour l'assembla- ge de la valve ne sont ni rapides ni aisées puisque les différents éléments de cette valve doivent être montés à partir des deux extrémités du corps et,en outre, un réglage rigoureux de la position axiale de l'élément de butée précité doit être effectué au cours de l'assemblage. Pour effectuer ce réglage, il est nécessaire que l'élément de butée et les autres éléments auxiliaires qui sont nécessaires pour définir ladite position axiale soient accessibles à partir de l'extrémité supérieure de la valve, avec en conséquence des restrictions en ce qui concerne la forme et les dimensions de cette partie supérieure. La présente invention a pour objet de proposer une valve de dosage et d'atomisation de carburant pour un dispositif d'injection de carburant d'un moteur à combus- tion interne du type qui a été décrit ci-dessus et qui ne présente pas les inconvénients qui ont été précisés. Cet objet est réalisé au moyen d'une valve de dosage et d'atomisation de carburant pour un dispositif d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne, comprenant un corps, un élément obturateur déplaçable axialement à l'intérieur dudit corps depuis une première position, dans laquelle il ouvre le passage vers un trou d'injection de carburant formé dans l'extrémité avant du corps proprement dit, jusque dans une seconde position dans laquelle il ferme ce passage, un noyau en matière magnétique disposé à l'intérieur dudit corps, une armature fixée sur ledit élément obturateur, un enroulement d'exci- tation de forme annulaire pour produire dans ledit noyau un champ magnétique servant à attirer ladite armature et à déplacer l'élément obturateur jusque dans ladite première position, ledit enroulement étant disposé à l'intérieur d'une cavité de forme annulaire ménagée entre ledit corps et ledit noyau et l'armature, et des conduits de carburant formés à l'intérieur dudit corps de façon à mettre un orifice d'entrée de carburant en communication avec ledit trou d'injection et avec un trou d'échappement de carburant, caractérisée par le fait qu'un intervalle prédéterminé est laissé entre les surfaces qui délimitent ledit enroule- ment d'excitation et les surfaces de ladite cavité de façon à former des canaux de passage de carburant faisant partie desdits conduits et qui permettent audit carburant de laver complètement lesdites surfaces qui délimitent ledit enroulement d'excitation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est une vue en coupe longitudinale de la valve conforme à l'invention, la Figure 2 est une vue en plan de la valve; et la Figure 3 est une vue latérale et en coupe partielle de la partie supérieure de la valve. La valve de l'invention comprend un corps 1, un élément obturateur 2 mobile axialement à l'intérieur du corps depuis une première position 3 dans laquelle il ouvre le passage d'injection de carburant formé dans une buse 4 fixée à l'extrémité avant de ce corps jusque dans une seconde position, illustrée sur la Figure 1 et dans laquelle il ferme ce passage; la valve comprend en outre un noyau 5 disposé à l'intérieur du corps, une armature 6 de forme tubulaire fixée sur l'élément obturateur, et un enroulement d'excitation 7 de forme annulaire pour produire dans le noyau 5 et dans les parties qui lui sont adjacentes un champ magnétique servant à attirer l'armature 6 et à déplacer l'élément obturateur jusque dans la première position d'ouverture. L'enroulement 7 est logé dans une cavité annulaire 8 ménagée entre le corps 1, le noyau 5 et l'armature 6. L'élément obturateur 2 est normalement maintenu dans la position de fermeture représentée sur la Figure 1, sous l'action d'un ressort hélicoïdal 11 logé dans un trou axial ménagé dans le noyau 5 et dont une extrémité s'appuie contre un élément de butée 12 inséré dans ledit trou axial et fixé par rapport au noyau d'une manière qui sera décrite dans la suite. Avantageusement, la partie avant de l'élément obturateur 2 est pourvue de deux saillies annulaires 13 qui comportent chacune des parties de surface cylindriques 14 qui reposent contre la surface cylindrique intérieure de la buse 4 dans le but de guider l'élément obturateur pendant son mouvement de l'une dans l'autre des deux positions définies ci-dessus. L'élément obturateur 2 est pourvu d'un collet de butée 16 pouvant s'appliquer contre une bague de butée 17. Un orifice d'entrée de carburant 18 est formé dans la buse 4 et est en communication avec l'orifice d'injection 3 et avec une chambre 20 formée dans le corps 1 au moyen de conduits définis entre les surfaces de l'élément obturateur et les éléments qui lui sont adjacents, et en particulier entre la surface 15 de la buse 4 et les surfaces planes 19 formées sur les saillies annulaires 13. Conformément à l'invention, entre les surfaces qui délimitent l'enroulement d'excitation 7, ou bien entre les surfaces d'un carter 23 dans lequel l'enroulement proprement dit est enfermé ( comme dans le cas de la réalisation représentée), et les surfaces de la cavité 8, il est laissé un intervalle prédéterminé de manière à définir des canaux de passage de carburant qui mettent la chambre 20 en communication avec un orifice d'échappement de carburant 24 formé dans le corps 1; de cette manière, les canaux qui sont ainsi ménagés autour de l'enroulement d'excitation 7 permettent au carburant de laver complète- ment les surfaces qui délimitent l'enroulement proprement dit afin d'évacuer l'énergie thermique qui a été engendrée pendant l'activation de l'enroulement proprement dit. La valve comprend des moyens de centrage servant à maintenir l'enroulement d'excitation 7 coaxial par rapport à l'axe de la cavité 8 et par rapport à l'axe de l'élément obturateur 2, ces moyens comprenant avantageu- sement les parties 25 qui font saillie hors des surfaces infé- rieures du carter 23 de l'enroulement et les parties 26 qui font saillie hors de la surface supérieure, ou bien aussi d'autres parties ( non représentées) faisant saillie radia- lement hors de la surface latérale dudit carter. En variante, les moyens de centrage comprennent des broches 27 qui peuvent être insèrées dans des trous correspondants ménagés dans un collet annulaire 28 du noyau 5. Le collet annulaire 28 est monté dans un siège correspondant 29 du corps 1 et il est relié à celui-ci au moyen d'un cordon de soudure 30, formé avantageusement par points; sur l'ensemble constitué par le corps 1, le noyau 5 et l'enroulement d'excitation 7, il est prévu un capot 33 en matière plastique, pourvu d'une bordure annulaire 34 reliée à l'extrémité supérieure du corps 1 sur le côté extérieur du collet annulaire 28 et du cordon de soudure 30, comme le montre clairement la Figure 1. L'enroulement d'excitation 7 est pourvu de deux connecteurs électriques 35 de forme cylindrique, faisant saillie hors des broches 27; le capot33 est pourvu d'une cavité 36 ouverte vers l'extérieur et ayant un axe sensi- blement orthogonal à celui de l'élément obturateur 2, tandis que l'extrémité de chacun des connecteurs 35 est engagée dans un trou d'une barre conductrice correspondante 37, faisant saillie dans la cavité 36; les extrémités des connecteurs 35 et de la barre 37 avec lesquelles la connexion est établie sont noyées dans la matière plastique du capot 33, comme le montre clairement la Figure 1. Chaque barre 37 est disposée dans la cavité 36 sur un côté de l'axe de l'élément obturateur et à une distance prédéterminée de celui-ci, comme le montre clairement la Figure 2. L'élément de butée 12 est pourvu d'une tige 38 solidaire de celui-ci et séparée de lui par une zone 39 comportant des sections de résistance mécanique plus petite que celle de la section principale de la tige proprement dite, tandis que le capot 33 est pourvu d'un trou 40 permettant à la tige de le traverser; cet agence- ment est réalisé au préalable de manière à positionner axialement l'élément de butée 12, qui est relié avec l'intérieur du trou axial du noyau 5 et qui peut être séparé de l'élément proprement dit d'une manière qui va être décrite, sous l'effet d'une rupture se produisant dans la zone 39 après que l'élément de butée a été fixé sur le noyau. Le capot 33 est pourvu, comme le montre clairement la Figure 3, de deux trous 41 dont les axes sont orthogonaux à celui de l'élément obturateur 2 et qui peuvent être traversés par un outil servant à la déformation plastique de la matière du noyau dans la zone 42 ( Figure 3) afin de fixer l'élément de butée par rapport au noyau. L'assemblage et le fonctionnement de la valve décrite ci-dessus s'effectuent de la manière suivante. En premier lieu, l'enroulement d'excitation est introduit à l'intérieur de la cavité 8 du corps 1 et le noyau 5 est fixé sur le corps au moyen du cordon de soudure 30 après que la bague 28 aitété introduite dans le siège correspondant 29; de cette manière, on obtient un seul ensemble comprenant le corps 1, le noyau 5, l'enroule- ment d'excitation 7 avec les parties associées, en parti- culier les barres 37: le capot 33 est-monté sur cet ensemble et, du fait qu'il est constitué d'une matière plastique, il peut être formé directement sur cet ensemble dans une opération de moulage par injection par introduc- tion de l'ensemble proprement dit à l'intérieur d'une cavité de moule. Ensuite, les autres parties de la valve peuvent être montées et elles sont introduites dans le corps 1 en les faisant pénétrer à partir de son extrémité inférieure en conséquence, en premier lieu l'élément de butée 12 est mis en place, sa tige 38 est insérée dans la cavité 36 entre les barres 37 et elle fait saillie hors du trou 40 du capot 33; ensuite les autres parties peuvent être introduites, à savoir le ressort 11, l'élément obturateur 2 avec l'armature 6, la bague 17 et finalement la buse 4 à ce moment on peut effectuer une inspection de la valve et un réglage de la position axiale de l'élément de butée *25 12: pendant cette opération, cet élément est amené dans-la position correcte en agissant sur la tige 38 et, quand cela est réalisé, l'élément de butée est fixé en position par introduction dans les trous 41 ( Figure 3) d' outils appropriés qui servent à déformer plastiquement la matière de la zone 42 pour fixer l'élément de butée par rapport au noyau. A ce moment, la tige 38 peut être séparée de l'élément de butée 12 en exerçant, par exemple, une torsion sur lui, de manière à rompre la zone 39 de moindre résis- tance: le trou 40 peut avantageusement être obturé par un bouchon 43. La valve décrite fonctionne de la même manière que des valves du même type: cependant la différence consiste en ce qu'il se produit un refroidissement plus efficace de l'enroulement d'excitation 7 du fait du conduit de carburant qui est créé autour de cet enroulement et qui entoure complètement la surface de l'enroulement proprement dit afin d'évacuer l'énergie thermique contenu dans celui-ci: le carburant qui traverse le conduit-sort par le trou 24. Le temps,mis pour faire passer l'élément obtura- teur de l'une dans l'autre des deux positions de travail afin d'ouvrir ou de fermer le trou d'injection 3,est très courtà cause de la faible inertie magnétique de la valve, et en particulier du noyau 5: en conséquence, la valve a une réponse extrêmement rapide. Cette caractéristique favorable dépend de la faible masse des parties constituées d'une matière magnétique, en particulier le noyau 5, et des parties qui lui sont adjacentes; une telle réduction de masse est la conséquence du mode de liaison entre la bague 28 et le corps 1 et entre la bordure 34 du capot 33 et le corps proprement dit. Il est également évident que les opérations d'assemblage et de réglage de la valve peuvent être effec- tuées à la fois d'une manière simple et rapide du fait qu'un seul ensemble comprenant le corps 1, l'enroulement d'excitation 7, le noyau 5 et le chapeau 33 peut être initialement préparé; dans cet ensemble, les parties précitées sont déjà reliées l'une avec l'autre de façon stable et les autres parties sont ensuite assemblées par introduction à partir de l'extrémité inférieure du corps 1. Enfin l'opération de réglage de la position axiale de l'élément de butée 12 et sa fixation par rapport au noyau 4 peuvent être effectuées au moyen de quelques manoeuvres simples. Les dimensions de la valve ainsi obtenue sont petites et sa fiabilité est très grande. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'in- vention. REVENDICATIONS 1. Valve de dosage et d'atomisation de carburant pour un dispositif d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne, comprenant un corps (1), un élément obturateur (2) déplaçable axialement à l'intérieur dudit corps depuis une première position, dans laquelle il ouvre le passage vers un trou (3) d'injection de carburant formé dans l'extrémité avant du corps proprement dit, jusque dans une seconde position dans laquelle il ferme ce passage, un noyau en matière magnétique (5) disposé à l'intérieur dudit corps, une armature (6) fixée sur ledit élément obturateur, un enroulement d'excitation (7) de forme annulaire pour produire dans ledit noyau un champ magnétique servant à attirer ladite armature et à déplacer l'élément obturateur jusque dans ladite première position, ledit enroulement étant disposé à l'intérieur d'une cavité (8) de forme annulaire ménagée entre ledit corps et ledit noyau et l'armature, et-des conduits de carburant (18, 19, 8, 24) formés à l'intérieur dudit corps de façon à mettre un orifice d'entrée de carburant (18) en communication avec ledit trou d'injection et avec un trou d'échappement de carburant (24), caractérisée par le fait qu'un interval- le prédéterminé est laissé entre les surfaces qui délimi- tent ledit enroulement d'excitation (7) et les surfaces de ladite cavité (8) de façon à former des canaux de passage de carburant faisant partie desdits conduits et qui permettent audit carburant de laver complètement lesdites surfaces qui délimitent ledit enroulement d'excitation. 2. Valve selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens de centrage (27, 25, 26) age n cé s pour maintenir ledit enroulement d'excitation coaxial avec l'axe de ladite cavité et avec l'axe dudit élément obturateur. 3. Valve selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdits moyens de centrage comprennent des broches (27) qui peuvent être insérées dans des trous correspondants ménagés dans un collet annulaire (28) dudit noyau. 26 16 4 8 5 4. Valve selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdits moyens de centrage comprennent des parties (25, 26) faisant saillie hors des surfaces dudit enroulement et pouvant s'appliquer contre lesdites surfaces de ladite cavité. 5. Valve selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que ledit collet annulaire (28) dudit noyau est monté dans un siège correspondant dudit corps et est relié à celui-ci par un joint étanche au fluide (30) et il est prévu, sur l'ensemble constitué par le corps, le noyau et l'enroulement d'excitation monté dans ladite cavité, un capot (33) en matière plastique qui est pourvu d'une bordure annulaire (34) reliée à l'extrémité supérieure dudit corps et placée à l'extérieur dudit collet annulaire dudit noyau et dudit joint étanche au fluide. 6. Valve selon une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle ledit enroulement d'excitation est pourvu d'une paire de connecteurs électriques (35) du type- fiche, caractérisée par le fait que ledit capot est pourvu d'une cavité (36) ouverte extérieurement et ayant un axe sensiblement orthogonal audit axe dudit élément obturateur, chacun desdits connecteurs étant inséré dans un trou ménagé dans une barre conductrice correspondante (37) faisant saillie dans ladite cavité, les extrémités desdits connecteurs et desdites barres qui sont reliées ensemble étant noyées dans ladite matière plastique. 7. Valve selon la revendication 6, caractérisée par le fait que chacune desdites barres (37) est disposée dans ladite cavité d'un côté dudit axe de l'élément obturateur et à une distance prédéterminée dudit axe. 8. Valve selon une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle ledit élément obturateur est poussé en direction de ladite seconde position par un ressort (11) dont une extrémité s'appuie contre un élément de butée (12) qui est inséré dans un trou ménagé dans ledit noyau et qui est coaxial audit axe de l'élément obturateur, caractérisée par le fait que-ledit élément de butée est pourvu d'une tige (38) duquel elle est solidaire et séparée de celui-ci par une zone (39) comportant une section de plus petite résistance mécanique par rapport à 5. celle des sections de ladite tige, et ledit capot est pourvu d'un trou (40) pour le passage de ladite tige, ladite tige étant pré-agencée de manière à positionner axialement ledit élément de butée à l'intérieur dudit trou ménagé dans le noyau et à être séparée de l'élément proprement dit sous l'effet d'une rupture de ladite zone après que ledit élément de butée a été fixé sur ledit noyau. 9. Valve selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ledit capot est pourvu d'au moins un trou (41) ayant un axe orthogonal audit axe de l'élément obturateur, qui peut être traversé par un outil servant à la déformation plastique de la matière dudit noyau dans une zone (42) de celui-ci qui est adjacente audit élément de butée de manière à fixer ledit élément de butée par rapport au noyau. 10. Valve selon la revendication 9, caractérisée par le fait que ledit capot est pourvu d'une paire desdits trous (41) qui sont situés sur des côtés opposés dudit élément de butée.