Brevet FR2644519A1 — publié le 19900921

L'invention concerne une soupape pour l'injection de carburant pour un moteur à combustion interne, à actionnement électromagnétique, et en particulier à un perfectionnement du circuit pour amener le carburant à l'orifice d'injection de la soupape même. Comme on le sait, les soupapes de ce type comprennent essentiellement une enveloppe de forme cylindrique, une buse d'injection fixée à l'enveloppe et pourvue d'au moins un orifice d'injection du carburant et d'un organe obturateur, mobile sous l'action d'un électroaimant et susceptible de commander le passage du carburant à travers l'orifice d'injection. L'organe obturateur mobile est pourvu d'une surface active, sensiblement plane, susceptible de s'appuyer sur un siège correspondant de la buse à l'intérieur de laquelle est ménagé l'orifice d'injection. Pour amener le carburant depuis une zone extérieure à ladite soupape jusqu'à l'orifice d'injection précité, il est normalement prévu un circuit comprenant des perforations ménagées dans la paroi latérale de l'enveloppe de la soupape, dans une zone qui se trouve dans la partie supérieure de l'enveloppe même, bien au- dessus du siège précité. Ce circuit comprend de plus une série de conduits, partant des trous et des surfaces appropriés des différents organes de la soupape, qui mettent en communication les perforations précitées avec l'orifice d'injection. Outre l'amenée du carburant à l'orifice d'injection de la zone extérieure de la soupape, le circuit mentionné ci-dessus sert également à diriger le carburant dans des zones o il ne se produit pas d'injection et qui doivent par conséquent être déchargées par la soupape même. Les soupapes du type décrit présentent certains inconvénients. Tout d'abord, durant la période d'inactivité de la soupape, en particulier lorsque le véhicule automobile sur lequel elle est montée demeure pour une longue période exposée au soleil, il se forme à l'intérieur du circuit de carburant mentionné ci-dessus des vapeurs de carburant qui rendent difficile le démarrage du moteur et qui peuvent facilement créer des imbrûlés à l'échappement. En fait, le conduit du carburant partant de l'intérieur de la soupape présente une longueur plutôt grande, présentant de nombreux tronçons de dimensions très réduites, à l'intérieur desquels il-peut facilement se former des vapeurs de carburant. En outre, le long du conduit ci-dessus, il se produit des pertes de charge qui réduisent la pression du carburant qui est amené à l'orifice d'injection, ce qui exerce une influence négative sur l'action de dosage et de pulvérisation exercée par la soupape. Le but de la présente invention est de réaliser une soupape pour l'injection de carburant pour un moteur à combustion interne, du type décrit ci-dessus, à l'aide de laquelle peuvent être éliminés les inconvénients qui ont été évoqués ci-dessus et au moyen de laquelle il soit possible d'éliminer la formation des vapeurs de carburant, même à la suite d'arrêts prolongés du véhicule automobile au soleil, et ce au prix de réductions négligeables de la pression le long des conduits amenant le carburant de la zone extérieure à la soupape jusqu'à l'orifice d'injection. Ces buts sont atteints par une soupape d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne, à actionnement électromagnétique, comprenant essentiellement une enveloppe, une buse d'injection.fixée à l'enveloppe et pourvue d'au moins un orifice d'injection du carburant et d'un organe obturateur, mobile sous l'action d'un électroaimant et susceptible de commander le passage du carburant à travers l'orifice d'injection, ledit organe obturateur mobile étant pourvu d'une surface active susceptible de s'appuyer sur un siège correspondant de ladite buse à l'intérieur de laquelle se trouve l'orifice d'injection, et ladite soupape comprenant des passages servant à amener le carburant audit orifice d'injection depuis une zone extérieure à la soupape, caractérisée par le fait que lesdits passages sont ménagés essentiellement en une zone qui est disposée circonférentiellement autour dudit siège et qui est comprise sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe de ladite soupape et contenant ledit siège. Pour une meilleure compréhension de ladite soupape selon la présente invention, il en est fait une description plus détaillée d'un mode de réalisation, à titre non limitatif et en regard du dessin annexé qui représente une coupe axiale de la soupape selon l'invention. Comme le montre la figure, la soupape selon l'invention comprend un enveloppe 1 sensiblement cylindrique et une buse d'injection 2 fixée à l'enveloppe même et pourvue d'au moins un orifice 3 d'injection de carburant et d'un organe obturateur 4, mobile axialement sous l'action d'un électroaimant 5 disposé à l'intérieur de l'enveloppe 1. L'enveloppe 1 comprend un manchon inférieur 6 dont le bord d'extrémité 7 est replié sensiblement, au moyen d'une déformation plastique, sur une collerette 8 de la buse, pour bloquer cette dernière sur l'enveloppe. L'organe obturateur 4 est pourvu d'une surface active 10, sensiblement plane, susceptible de s'appuyer sur une surface plane correspondante d'un siège 11, -à l'intérieur duquel se trouve le trou 3; lorsque l'organe obturateur 4 est en contact avec le siège 11, le passage du carburant à travers l'orifice d'injection 3 se trouve empêché. L'organe obturateur 4 est relié à un induit tubulaire 12 mobile axialement sur le manchon de guidage 13, fixé à un noyau tubulaire 14 qui est à son tour relié à l'enveloppe 1 de la soupape. L'électroaimant 5 est coaxial par rapport à l'induit 12 et au noyau 14 et il est disposé à l'intérieur d'une paroi latérale 15 de l'enveloppe 1. Un ressort hélicoïdal 16, disposé à l'intérieur du manchon de guidage 13, maintient normalement l'organe obturateur 4 contre le siège 11 correspondant; ce ressort est interposé entre ces organes et un épaulement d'arrêt 17, non représenté sur la figure. La soupape est normalement en appui à l'intérieur d'une cavité 18 dans laquelle le carburant est 2C respectivement amené et déchargé à travers les conduits 19 et 20. A la base de l'invention pour amener le carburant depuis la cavité 18, à l'orifice d'injection 3, sont prévu des passages 23 qui sont percés sensiblement dans une zone qui est disposée circonférentiellement autour du siège 11 de l'organe obturateur 4 et qui est comprise sensiblement dans un plan qui est perpendiculaire à l'axe de la soupape et qui contient le siège même. De manière appropriée, les passages 23 sont percés sur le manchon 6, immédiatement au-dessus du bord replié 7. En outre, entre la buse 2 et l'enveloppe 1 est disposée la rondelle entretoise 24 qui est pourvue d'une entaille radiale 25 communiquant avec les passages 23. La soupape comprend en outre une chambre annulaire 26 pour le carburant, dans laquelle débouchent les passages 23 et qui est interposée entre ces derniers et le siège 11. De manière appropriée, la chambre annulaire 26 est définie par les surfaces d'une gorge de la buse 2 et par la surface inférieure de la rondelle entretoise 24. La hauteur, mesurée dans la direction de l'axe de la soupape, des passages 23 est, de manière appropriée, supérieure à la hauteur de la chambre annulaire 26, comrme on le voit clairement sur la figure. La soupape comprend en outre des passages 27 pour la décharge du carburant non utilisé par la soupape vers la cavité 18 et vers les trous de décharge 20. Les passages 27 sont constitués essentiellement de trous creusés dans la paroi 15 de l'enveloppe 1 et communiquant avec l'orifice d'injection 3 à travers des conduits qui sont définis entre les différents organes de la soupape. Ces conduits comprennent essentiellement les deux canaux annulaires 28 et 29 qui sont définis, le premier, entre l'induit 12 et la surface intérieure de l'électroaimant 5 et le second, entre le noyau 14 et cette même surface. Le conduit défini en premier comprend en outre la chambre annulaire 30 qui se trouve au- dessus de l'électroaimant 5. La soupape comprend également un filtre 31 de forme annulaire, pourvu de trous radiaux d'entrée. Les autres détails de construction de la soupape, bien connu en soi, sont directement visibles sur la coupe du dessin. Le fonctionnement de la soupape décrite ci-dessus est le suivant. Dès que l'électroaimant 5 est excité, l'induit 12, attiré par le noyau 14, se déplace vers le haut, éloignant l'organe obturateur 4 du siège 11 correspondant. De cette manière, une quantité prédéterminée de carburant est injectée à travers l'orifice d'injection 3. Le carburant parvient à cet orifice en passant à travers le conduit qui est réalisé par les passages 23, la chambre annulaire 26 et l'entaille 25 creusée sur la rondelle 24. Ce conduit assure par conséquent un écoulement de carburant qui se déplace dans une zone qui est disposée circonférentiellement autour du siège 11 et qui est comprise sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe de la soupape et qui contient le siège même. Du fait de la forme de ce conduit et-de sa longueur réduite, la pression de carburant en correspondance de l'orifice d'injection 3 est sensiblement la même que celle qui règne à l'intérieur de la cavité 18 extérieure à la soupape. Par conséquent la perte de charge subie par le carburant pour passer de la cavité à l'orifice d'injection est négligeable et l'action de dosage et de pulvérisation de la soupape se révèle être très efficace. Dans la période de fonctionnement de la soupape, à la suite immédiate d'une période d'inactivité de la soupape même, dans laquelle le véhicule a été exposé au soleil (et par conséquent dans laquelle le carburant contenu à l'intérieur de la soupape se trouve à une température très élevée), l'écoulement du carburant qui entre en traversant le passage 23 provoque une action efficace de lavage pour faire circuler les éventuelles vapeurs de carburant qui se sont formées à l'intérieur de la soupape, vers le conduit de décharge 20. En fait, le carburant et les vapeurs relatives qui sont contenues dans les canaux annulaires 28 et 29 et dans la chambre annulaire 30 se déplacent uniquement vers les passages 27, alors que le carburant frais qui entre en traversant les passages 23 est amené directement à l'orifice d'injection 3. Le grand volume de la chambre annulaire 26 évite la formation à l'intérieur de celle-ci de vapeurs de carburant et par conséquent l'écoulement de carburant qui provient de la cavité 18 en traversant les passages 23 est sensiblement exempt de bulles de vapeur. On vérifie que l'action de lavage que l'on peut obtenir avec la soupape selon l'invention est très efficace dans les circuits de carburant à basse pression; par conséquent, cette soupape est particulièrement adaptée à ces circuits. Il s'ensuit par conséquent que même lors de la première période de fonctionnement de la soupape, il est injecté des quantités correctes de carburant à travers l'orifice d'injection 3 et par conséquent il n'y a pas de problème, ni au démarrage ni par formation d'imbrûlés à l'échappement. La soupape selon l'invention peut également être montée dans une cavité 18, ses conduits d'alimentation 19 et de décharge 20 du carburant étant disposés différemment. En particulier l'axe du trou de décharge 20 peut être disposé dans le même plan perpendiculaire à l'axe de la soupape dans lequel est situé l'axe du trou 19 et à la partie opposée, par rapport à la soupape. Bien entendu, de nombreuses variantes de forme et de disposition des différentes parties peuvent être apportées à la soupape d'injection sans sortir du champ d'application de l'invention. REVENDICATIONS 1. Soupape d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne, à actionnement électromagnétique, comprenant essentiellement une enveloppe (1), une buse d'injection (2) fixée à l'enveloppe et pourvue d'au moins un orifice (3) d'injection du carburant et d'un organe obturateur (4), mobile sous l'action d'un électroaimant (5) et susceptible de commander le passage du carburant à travers l'orifice d'injection (3), ledit organe obturateur mobile étant pourvu d'une surface active (10) susceptible de s'appuyer sur un siège (11) correspondant de ladite buse (2) à l'intérieur de laquelle se trouve l'orifice d'injection, et ladite soupape comprenant des passages (23) servant à amener le carburant audit orifice d'injection (3) depuis une zone (18) extérieure à la soupape, caractérisée par le fait que lesdits passages (23) sont ménagés essentiellement en une zone qui est disposée circonférentiellement autour dudit siège (11) et qui est comprise sensiblement dans-un plan perpendiculaire à l'axe de ladite soupape et contenant ledit siège. 2. Soupape selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits passages (23) sont ménagés dans la partie inférieure de ladite enveloppe (1) qui est contiguë à ladite buse (2). 3. Soupape selon la revendication 2, dans laquelle ladite enveloppe (1) comprend un manchon (6) faisant saillie hors de ladite partie intérieure et pourvu d'un bord (7) replié, au moyen d'une déformation plastique, sur une collerette (8) de ladite buse (2), caractérisée par le fait que lesdits passages (23) sont ménagés dans ledit manchon (6), immédiatement au-dessus dudit bord replié (7). 4. Soupape selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle, entre ladite buse (2) et ladite enveloppe (1)> est insérée une rondelle entretoise (24) disposée circonférentiellement autour dudit organe obturateur (4), caractérisée par le fait que ladite rondelle (24) comprend une entaille radiale (25) communiquant avec lesdits passages (23). 5. Soupape selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'il est prévu une chambre annulaire (26) pour ledit carburant, dans laquelle débouchent lesdits passages (23) et qui est interposée entre les passages (23) et ledit siège (11). 6. Soupape selon les revendications 4 et 5, caractérisée par le fait que ladite chambre annulaire (26) est définie par la surface d'une gorge de ladite buse (2) et par la surface inférieure de ladite rondelle entretoise (24). 7. Soupape selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée par le fait que la hauteur, mesurée dans la direction de l'axe de ladite soupape, desdits passages (23) est supérieure à la hauteur de ladite chambre annulaire (26). 8. Soupape selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'il est prévu des seconds passages (27) pour écouler le carburant, de la zone qui est située à proximité dudit orifice d'injection (3) vers ladite zone (18) extérieure à la soupape, lesdits seconds passages (27) comprenant au moins une perforation ménagée dans ladite enveloppe (1), en une zone qui se trouve au-dessus desdits passages (23), pour amener le carburant audit orifice d'injection.