Brevet FR2639848A1 — publié le 19900608

Soupape d'injection avec des trous d'injection si- tués au fond de la garniture comportant une cavité en forme de coupelle." L'invention part d'une soupape d'injection, notamment pour des installations d'injection de carbu- rant de moteurs à combustion interne, avec une partie mobile de soupape revêtant la forme d'un corps de ré- volution, qui coopère avec une surface fixe de siège de soupape sur un siège de soupape prévu dans un corps de buse, ce corps de buse comportant en aval de la surface de siège de soupape un alésage récepteur, dans' lequel est insérée une garniture en forme de pot pour des trous d'injection, le fond de cette garniture étant muni d'au moins d'un canal d'injection qui dé- bouche dans un espace circulaire de préparation déli- mité par la paroi cylindrique de la garniture en forme de pot. Une telle soupape d'injection est connue par le document US-PS 4 732 327. Dans ce cas, on utilise comme partie mobile de la soupape, une bille, mais il est également déjà-connu de prévoir la partie mobile de la soupape avec une surface torique (voir à ce su- jet le document DE-Os 3 710 467), ou bien de la pré- voir sous la forme d'une bille avec un méplat selon le document US-PS 4 621 772. Dans le cas du document DE- OS 3 710 467, la chambre collectrice disposée derrière la soupape est fermée par une plaque plane comportant des perçages. Ceci présente l'inconvénient que, du fait de la pression interne, la plaque plane peut être courbée, de sorte que la volume de la chambre collec- trice se modifie selon les circonstances. Dans le cas du document US-PS 4 621 772, la chambre collectrice est fermée derrière le siège de soupape par une plaque ayant subi une conformation, la bordure de cette pla- que comportant une surface conique et le milieu de cette plaque comportant une cavité en forme de coupel- le. Les orifices pour le passage du fluide sont prévus dans la surface conique. Lorsque la soupape est fer- mée, la partie mobile de la soupape s'applique presque contre la plaque de fermeture et lors de l'ouverture de la soupape, le fluide traversant cette soupape doit modifier sa direction d'écoulement et il est canalisé le long de la surface conique, auquel cas, il existe le risque que le fluide s'accumule dans l'espace mé- dian résultant de la cavité en forme de coupelle, ce fluide ne pouvant alors être que difficilement évacué. En outre, cette plaque est bridée sur ses bords per- pendiculairement à l'axe longitudinal de la soupape d'injection, de sorte que, dans ce cas également, des déformations peuvent survenir du fait de la pression interne. L'invention a pour but de remédier aux in- convénients précités et prévoit, à cet effet, que le fond de la garniture pour les trous d'injection, com- porte une cavité en forme de coupelle qui est écartée de la partie mobile de la soupape, de sorte qu'une chambre collectrice est ménagée entre cette partie mo- bile de la soupape et le fond. La soupape d'injection conforme à l'inven- tion et comportant les caractéristiques ci-dessus pré- sente par contre l'avantage que la garniture pour les trous d'injection est en forme de pot et est insérée dans un alésage récepteur, tandis que seul le fond de cette garniture en forme de pot est muni d'une cavité en forme de coupelle. De ce fait, cette garniture el- le-même ne peut pas être déformée car la cavité en forme de coupelle lui confère une très grande rigidi- té. De même, il n'est plus nécessaire de rectifier, pour réduire le volume mort, une partie mobile de sou- pape revêtant la forme d'une bille ou d'un ellipsoïde. Le volume mort peut être adapté aux exigences en con- formant de façon appropriée, la cavité en forme de coupelle. Il est également particulièrement avantageux que la surface du siège de soupape et la paroi de la cavité en forme de coupelle soient réalisées de façon que la section transversale d'écoulement croisse cons- tamment dans le sens de l'écoulement, depuis le siège de soupape jusqu'aux canaux d'injection se trouvant dans la cavité en forme de coupelle. On évite ainsi une influence sur le dosage du carburant qui s'effec- tue, d'une part, au siège de soupape, et, d'autre part, aux canaux d'injection, de sorte qu'à ces canaux d'injection est disponible une chute de pression im- portante qui garantit également une très bonne prépa- ration du carburant. D'autres améliorations de l'invention sont caractérisées en ce que- la paroi de la cavité en forme de coupelle prolonge quelque peu dans le sens de l'é- coulement la surface fixe de siège de soupape. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la surface de siège de soupape et la paroi de la cavité en forme de coupelle sont conformées de fa- çon que la section transversale d'écoulement entre la partie mobile de la soupape et la surface de siège de soupape, ainsi que la paroi de la cavité en forme de coupelle croît constamment dans le sens de l'écoule- ment depuis le siège de soupape jusqu'au canal d'in- jection ou aux canaux d'injection. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, le fond de la garniture pour les trous d'in- jection, comporte, en partant de la paroi cylindrique une zone annulaire plane et, se raccordant à cette zo- ne, la cavité en forme de coupelle. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, il est prévu entre la surface de siège de soupape et l'alésage récepteur une surface de butée s'étendant vers l'extérieur dans le corps de buse. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté d'une façon simplifiée, sur les dessins ci- joints et exposé plus en détail dans la description ci-après. - la figure i est une coupe d'une soupape d'injection représentée partiellement et comportant une garniture conforme à l'invention pour les trous d'injection, - la figure 2 est une coupe selon la ligne 2II-II de la figure 1, - la figure 3 montre à une échelle différen- te la transition entre le siège de soupape et la cavi- té en forme de coupelle. Une soupape d'injection correspondante est représentée et décrite dans le document US - PS 4732 327, et on se réfère expressément à ce document. Cette soupape d'injection de carburant est d'une façon connue, susceptible d'être actionnée électro- magnétiquement et elle est par exemple utilisée pour l'injection de carburant, notamment avec une basse pression dans la tubulure d'aspiration d'air de mo- teurs à combustion interne à compression de mélange et à'allumage séparé. L'injection de carburant, par l'in- termédiaire de la soupape d'injection de carburant, peut alors s'effectuer, soit simultanément pour tous les cylindres du moteur à combustion interne, en amont ou bien en aval d'un clapet d'étranglement dans la tu- bulure d'aspiration d'air, grâce à une soupape d'in- jection de carburant unique, ou bien grâce à une sou- pape d'injection de carburant dans chacune des tubulu- res d'aspiration d'air, directement en amont de la soupape d'admission de chaque cylindre du moteur à combustion interne. La-présente soupape d'injection de carburant comporte une partie mobile de soupape 1, qui revêt par exemple la forme d'une bille, et qui coopère avec une surface fixe 3 de siège de soupape, de forme appro- priée, dans ce cas par exemple, en forme de cône, dans un corps de buse 2 qui est relié à un boîtier de sou- pape 15. La partie mobile 1 de la soupape s'applique, lorsque l'électro-aimant n'est pas excité, sur un siè- ge de soupape 16 de la surface 3 de siège de soupape, et lorsque l'électro-aimant de la soupape d'injection de carburant est excité, cette partie mobile est sou- levée du siège de soupape, de sorte que le carburant peut s'écouler entre la partie mobile 1 de la soupape et le siège 16 de la soupape, et arriver dans une chambre collectrice 13 d'un volume aussi réduit que possible. La surface 3 de siège de-soupape se termine dans la chambre collectrice 13 à une surface de butée 17 qui s'étend vers l'extérieur. De cette surface de butée 17 part un alésage récepteur 4 également réalisé dans le corps de buse 2. Dans cet alésage récepteur 4 est insérée à la presse et reliée de façon étanche au corps de buse 2 par soudage, une garniture en forme de pot 5 pour les trous d'injection comportant un fond 6 et une paroi cylindrique 18. Cette paroi cylindrique 18 de la garniture 5 délimite un espace circulaire de préparation 9 dans lequel arrive le fluide sortant de la soupape, par l'intermédiaire du ou des canaux d'in- jection prévus dans le fond 6 de la garniture 5, ce ou ces canaux d'injection 7 s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal 8 de la soupape d'injection, ou bien pouvant être inclinés pour obtenir un effet de giration. Sur la figure 2 est représenté un exemple de réalisation, dans lequel il est prévu dans le fond de la garniture 5 pour les trous d'injection, quatre ca- naux d'injection, placés par exemple à la même distan- ce les uns des autres. Les distances entre les canaux d'injection 7 peuvent, toutefois aussi être inégales pour obtenir un modèle d'injection souhaité. La garni- ture 5 pour les trous d'injection est réalisée, de préférence en tôle, avec une épaisseur de paroi d'en- viron 0,1 à 0,5 mm, par exemple par emboutissage pro-- fond. La figure 3 montre que la surface 3 de siège de soupape'du corps de buse 2 se prolonge quelque peu dans le contour interne d'une cavité en forme de cou- pelle 10 du fond 6 de la garniture 5, c'est-à-dire que ces surfaces se raccordent l'une à l'autre. La géomé- trie de la cavité en forme de coupelle 10 du fond 6 de la garniture 5 et la surface 3 de siège de soupape, sont conçues de façon que sans déviation de l'écoule- ment, la section transversale d'écoulement croisse constamment dans le sens 11 de l'écoulement, depuis le siège de soupape 16 jusqu'aux canaux d'injection 7. Cet accroissement peut être constant ou irrégulier. On évitera ainsi une influence sur le dosage qui s'effec- tue, de façon répartie, au siège de soupape 3 et aux canaux d'injection 7. Une chute de pression importante est alors disponible aux canaux d'injection 7 pour la préparation du carburant. En outre, on obtient une alimentation du carburant dans des conditions d'écou- lement extrêmement favorables, et le volume mort 12 peut être maintenu à un niveau très bas dans la cham- bre collectrice 13. Le fond 6 de la garniture 5 pour les trous d'injection comporte, en partant de la paroi cylindri- que 18, une zone annulaire plane 19 qui, lors de l'in- sertion à la presse, vient s'appliquer contre la sur- face de butée 17, et à laquelle se raccorde dans la zone médiane, la cavité en forme de coupelle 10. La surface de butée 17 détermine ainsi la position de la garniture 5 dans le corps de buse 2. Le soudage étan- che de la garniture 5 avec le corps de buse 2 peut s'effectuer soit, à l'extrémité inférieure de la paroi cylindrique 18, comme représenté sur la figure 1, soit entre la zone annulaire 19 et la surface de butée 17. REVEND I CATIONS 1.- Soupape d'injection, notamment pour des installations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne, avec une partie mobile de soupape (1) revêtant la forme d'un corps de révolution, qui coopère avec une surface fixe de siège de soupape (3) sur un siège de soupape (16) prévu dans un corps de buse (2), ce corps de buse (2) comportant en aval de la surface de siège de soupape (3) un alésage récep- teur (4), dans lequel est insérée une garniture en forme de pot (5) pour des trous d'injection, le fond (6) de cette garniture étant muni d'au moins un canal d'injection (7) qui débouche dans un espace circulaire de préparation (9) délimité par la- paroi cylindrique (18) de la garniture en forme de pot (5), soupape d'injection caractérisée en ce que le fond (6) de la garniture (5) pour les trous d'injection, comporte une cavité en forme de coupelle (10) qui est écartée de la partie mobile (1) de la soupape, de sorte qu'une cham- bre collectrice (13) est ménagée entre cette partie mobile (1) de la soupape et le fond (6). 2.- Soupape d'injection selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que la paroi de la cavité en forme de coupelle (10) prolonge quelque peu dans le sens de l'écoulement (11) la surface fixe (3) de siège de soupape. 3.- Soupape d'injection selon l'une quelcon- que des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la surface (3) de siège de soupape et la paroi de la cavité en forme de coupelle (10) sont conformées de façon que la section transversale d'écoulement entre la partie mobile (1) de la soupape et la surface (3) de siège de soupape, ainsi que la paroi de la cavité en forme de coupelle (10) croît constamment dans le sens de l'écoulement (11) depuis le siège de soupape (16) jusqu'au canal d'injection (7) ou aux canaux d'injection (7). 4.- Soupape d'injection selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le fond (6) de la garniture (5) pour les trous d'in- jection, comporte, en partant de la paroi cylindrique (18), une zone annulaire plane (19) et, se raccordant à cette zone, la cavité en forme de coupelle (10). 5.- Soupape d'injection selon l'une quelco- que des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'il est prévu entre la surface de siège de soupape (3) et l'alésage récepteur (4) une surface de butée (17) s'é- tendant vers l'extérieur dans le corps de buse (2).