Brevet FR2680389A1 — publié le 19930219

"Soupape de décharge à équipression pour appareils d'injection de carburant, à monter dans la conduite de refoulement d'une pompe d'injection et l'injecteur". L'invention concerne une soupape de décharge à équipression pour appareils d'injection de carburant à monter dans la conduite de refoulement entre une chambre de travail d'une pompe d'injection de carbu- rant et l'injecteur allant au moteur à combustion in- terne à alimenter en carburant, avec un corps de sou-10 pape présentant un siège de soupape, corps qui présen- te un canal de passage, en outre avec un organe de fermeture de pression qui est bloqué entre le siège de soupape et un ressort de rappel s'appuyant à poste fixe sur le carter de la soupape d'alimentation et15 présente un canal longitudinal, à partir duquel une section sortant du côté du ressort de pression sur l'organe de fermeture de la soupape d'alimentation est constituée sous forme d'un alésage longitudinal cylin- drique et présente un diamètre agrandi, qui est fermé20 par un bouchon sur le côté de la sortie, présentant un orifice de sortie, le bouchon renfermant un clapet an- ti-retour contrôlant le passage du canal longitudinal, s'ouvrant sur la chambre de travail de la pompe, con- tenant un élément de fermeture de soupape chargé par25 un ressort de pression. Des soupapes du type mentionné sont connues en soi (DE-OS 33 32 255) Dans le cas d'une telle sou- pape connue, il est prévu une soupape de décharge dans le corps de la soupape d'alimentation Cette soupape de décharge agit en sens opposé à l'ouverture, c'est- à-dire dans le sens de la fermeture du corps de la soupape principale. Une soupape d'alimentation connue du type mentionné (EP-143 296) est montée sur la conduite de refoulement entre une chambre de travail d'une pompe à injection de carburant et du point d'injection du mo- teur à combustion interne à alimenter, avec une soupa- pe principale, qui est pourvue d'un clapet de non re- tour pouvant s'ouvrir vers la chambre de travail de la pompe Ces types de soupapes et d'autres semblables fonctionnent d'une manière telle que le carburant re- foulé sous pression à partir de la chambre de travail de la pompe ouvre la soupape principale, que le carbu- rant est envoyé à l'injection, après quoi la soupape principale de nouveau se ferme Après la fermeture de la soupape d'injection, les ondes de pression se pro- duisant dans la conduite sous pression sont aplaties par l'ouverture du clapet de non retour, grâce à quoi on empêche de façon efficace une ouverture non contrô- lable de la soupape d'injection et une post-injection de carburant dans la chambre de combustion du moteur. L'inconvénient, qui est inhérent à ces solutions, est toutefois de causer une charge relativement élevée di- recte, brusque du ressort de pression chargeant le clapet de non retour, ce qui peut conduire à une rup- ture prématurée de ces ressorts La charge brusque des ressorts de pression est influencée défavorablement par deux facteurs, à savoir par l'impulsion de jet qui se forme ainsi que par le coefficient de débit de l'é- tranglement qui varie du fait de la cavitation. Avantages de l'invention La soupape de décharge à équipression selon l'invention est caractérisée en ce que le bouchon pré- sente un trou collecteur pour le passage du carburant, trou qui se transforme sur son côté tourné à l'opposé de l'élément de fermeture de soupape en au moins deux alésages d'étranglement répartis régulièrement de fa- çon azimutale, les axes longitudinaux des alésages d'étranglement formant par rapport à l'axe longitudi- nal du trou collecteur un angle a > 45 et la somme des surfaces de section transversale des alésages d'é- tranglement est constamment plus petite que la surface de la section transversale du trou collecteur La soupape a par contre l'avantage que le clapet de non retour n'est pas exposé immédiatement à une mise en pression par les ondes de pression à résorber après l'injection, que le coefficient de débit de l'étran- glement est largement indépendant des conditions de pression et que de cette façon, il est possible d'a- voir pendant un processus de décharge de la pression un coefficient presque constant, et même une plus lon- gue durée de vie du ressort de pression chargeant l'é- lément de fermeture, ainsi qu'une minimisation de la charge décrite de cavitation de l'élément de fermetu- re. Des développements avantageux de l'invention sont caractérisés en ce que: l'angle a des axes longitudinaux des alé- sages d'étranglement par rapport à l'axe longitudinal de l'alésage collecteur atteint de préférence 90 *. le bouchon présente dans la zone de la sortie des alésages d'étranglement, un appendice se rétrécissant. l'appendice allant en se rétrécissant est constitué en gradins. le quotient de la surface de la section transversale de l'alésage d'étranglement par la somme des surfaces de section transversale des alésages d'é- tranglement est d'à peut près au moins trois. les surfaces de section transversale des alésages d'étranglement sont d'égale grandeur. dans le cas d'un nombre pair d'alésages d'étranglement, les alésages d'étranglement se faisant de façon azimutale vis-à-vis, ont une section trans- versale d'égale grandeur. le trou collecteur est réalisé dans le bouchon comme un trou borgne et les alésages d'étran- glement sont disposés dans la zone de pointe du trou borgne. Dessins D'autres avantages et configurations avanta- geuses de l'invention peuvent être retirer de la des- cription et des dessins Ainsi: La figure 1 montre une soupape connue à équipression en coupe longitudinale. La figure 2 représente une partie de la sou- pape à équipression sous forme d'un bouchon constitué comme l'exemple de réalisation selon l'invention et, La figure 3 représente une variante de cet exemple de réalisation. Description de l'exemple de réalisation La figure 1 représente une soupape de dé- charge connue à équipression, qu'on appellera dans la suite soupape d'alimentation, avec un corps de soupape 1, qui présente un canal de passage 2, en outre avec un organe de fermeture 3 de la soupape d'alimentation, qui est bloqué entre un siège de soupape 4 et un res- sort de rappel non représenté plus en détail s'ap- puyant à poste fixe sur le carter de la soupape d'ali- mentation, c'est-à-dire indirectement sur le carter de la pompe à injection et présente un canal longitudi- nal, à partir duquel est formé une pièce sortant du côté du ressort de pression sur l'organe de fermeture de la soupape d'alimentation 3 sous la forme d'un alé- sage longitudinal cylindrique 5 et qui présente un diamètre agrandi, fermé par un bouchon 7 présentant un orifice de sortie 6 sur le côté de sa sortie Le bou- chon 7 enferme un clapet de non retour 8 contrôlant le passage du canal longitudinal, s'ouvrant sur une cham- bre de travail de pompe non représentée plus en détail et agissant de cette façon comme soupape de décharge, consistant en un élément de fermeture de soupape 14 chargé par un ressort de pression 15. Selon l'invention, le bouchon 7 comme repré- senté sur les figures 2 et 3 est équipé d'un alésage collecteur 9, qui sur son côté tourné à l'opposé de l'élément de fermeture de soupape 14 se prolonge en des étranglements 10 répartis régulièrement de façon azimutale Dans ce cas, les axes longitudinaux 11 des étranglements 10 selon l'invention, doivent former avec l'axe longitudinal 12 du trou collecteur 9 un an- gle a ' 45 et la somme des surfaces transversales des alésages 10 être constamment plus petite que la surfa- ce transversale de l'alésage collecteur 9 De préfé- rence le quotient de la surface transversale de l'alé- sage collecteur 9 sur la somme des surfaces transver- sales des étranglements 10 doit être égal à trois. Dans ce cas, il rentre dans le cadre de l'invention, de loger aussi plus que les deux étranglements 10 men- tionnés au minimum dans le bouchon 7, ce qui le cas échéant implique selon la grandeur de la soupape des conditions encore plus favorables d'écoulement de l'é- lément de fermeture de soupape 14 De préférence l'an- gle a comme représenté à la figure 2 est fixé à 90 *. Dans ce cas, le bouchon 7 est pourvu, dans la zone de la sortie de l'étranglement d'un prolongement 13 se rétrécissant, en particulier ayant une forme en gra- dins. Par répartition azimutale régulière des étranglements 10 mentionnée selon l'invention, il y a lieu de comprendre que deux étranglements doivent for- mer un angle de 1800, trois un angle de 1200, quatre un angle de 900 etc entre eux Dans ce cas, les sections transversales des alésages d'étranglement 10 doivent être réalisés de préférence avec la même gran- deur, du moins toutefois dans le cas d'un nombre pair d'alésages d'étranglement, chacun des alésages se fai- sant vis-à-vis. Si lors du fonctionnement d'une pompe à in- jection de carburant, dans laquelle est montée la sou- pape d'alimentation décrite, du carburant est refoulé dans le moteur à combustion interne, l'organe de fer- meture 3 de la soupape d'alimentation s'ouvre sous la pression du carburant arrivant par une conduite de re- foulement A la fin du refoulement du carburant l'or- gane de fermeture de la soupape d'alimentation 3 re- vient sur son siège de soupape 4 En même temps, la soupape d'injection non représentée plus en détail se ferme à l'extrémité de la conduite de refoulement A la suite de cela, des interruptions brusques de refou- lement pour aller et venir dans le volume enfermé en- tre la soupape d'alimentation et la soupape d'injec- tion des ondes de pression, qui sont en mesure d'ou- vrir encore une fois brièvement la soupape d'injec- tion Toutefois, le niveau de pression dans la condui- te de refoulement peut être réduit par le clapet de non retour également après la fermeture de l'organe de fermeture 23 de la soupape d'alimentation et en fait à une pression pouvant être prédéterminée par la précon- trainte du ressort de pression 15. En fonctionnement, le bouchon 7 montre une nette diminution de la charge du ressort de pression du clapet anti-retour 8, quand son ouverture à lieu sous l'effet de la pression du carburant dans la cana- lisation sous pression après la fermeture de la soupa- pe d'injection Egalement, on ne constate pas de dom- mages du fait de la cavitation sur l'élément de ferme- ture 14 de la soupape constituée en règle générale par une sphère même après une plus longue durée de fonc- tionnement De cette façon, on a trouvé une solution simple à construire et qui peut être fabriquée sans problème au regard des techniques d'usinage, solution qui préserve les autres avantages des types de cons- tructions connus insérés. Liste des références Corps de soupape Canal de passage Organe de fermeture de la soupape Siège de soupape Alésage longitudinal cylindrique Bouchon sur orifice de sortie Bouchon Clapet anti-retour Alésage collecteur Alésage d'étranglement Axes longitudinaux de l'alésage d'étranglement Axes longitudinaux de l'alésage collecteur Appendice Elément de fermeture de soupape Ressort de pression Pointe du trou borgne de l'alésage 3 8 il 13 R E V E N D I C A T I O N S 1) Soupape de décharge à équipression pour appareils d'injection de carburant à monter dans la conduite de refoulement entre une chambre de travail d'une pompe d'injection de carburant et l'injecteur allant au moteur à combustion interne à alimenter en carburant, avec un corps de soupape ( 1) présentant un siège de soupape, corps qui présente un canal de pas- sage ( 2), en outre avec un organe de fermeture de pression ( 3) qui est bloqué entre le siège de soupape ( 4) et un ressort de rappel s'appuyant à poste fixe sur le carter de la soupape d'alimentation et présente un canal longitudinal, à partir duquel une section sortant du côté du ressort de pression sur l'organe ( 3) de fermeture de la soupape d'alimentation est constituée sous forme d'un alésage longitudinal cylin- drique ( 5) et présente un diamètre agrandi, qui est fermé par un bouchon ( 7) sur le côté de la sortie, présentant un orifice de sortie ( 6), le bouchon ( 7) renfermant un clapet anti-retour ( 8) contrôlant le passage du canal longitudinal, s'ouvrant sur la cham- bre de travail de la pompe, contenant un élément de fermeture de soupape ( 14) chargé par un ressort de pression ( 15), soupape de décharge caractérisée en ce que le bouchon ( 7) présente un trou collecteur ( 9) pour le passage du carburant, trou qui se transforme sur son côté tourné à l'opposé de l'élément de ferme- ture de soupape ( 14) en au moins deux alésages d'é- tranglement ( 10) répartis régulièrement de façon azi- mutale, les axes longitudinaux ( 11) des alésages d'é- tranglement ( 10) formant par rapport à l'axe longitu- dinal ( 12) du trou collecteur ( 9) un angle a k 45 S et la somme des surfaces de section transversale des alé- sages d'étranglement ( 10) est constamment plus petite que la surface de la section transversale du trou col- lecteur ( 9). 2) Soupape de décharge à équipression selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle a des axes longitudinaux ( 11) des alésages d'étrangle- ment par rapport à l'axe longitudinal ( 12) de l'alésa- ge collecteur ( 9) atteint de préférence 90 * 3) Soupape de décharge à équipression selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le bouchon ( 7) présente dans la zone de la sortie des alésages d'étranglement, un appendice ( 13) se rétré- cissant. 4) Soupape de décharge à équipression selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'appendice ( 13) allant en se rétrécissant est constitué en gra- dins. 5) Soupape de décharge à équipression selon la revendication 1, caractérisée en ce que le quotient de la surface de la section transversale de l'alésage d'étranglement ( 9) par la somme des surfaces de sec- tion transversale des alésages d'étranglement ( 10) est d'à peut près au moins trois. 6) Soupape de décharge selon les revendica- tions 1 à 3 et la revendication 5, caractérisée en ce que les surfaces de section transversale des alésages d'étranglement ( 10) sont d'égale grandeur. 7) Soupape de décharge à équipression selon les revendications 1, 2, 3 et 5, caractérisée en ce que dans le cas d'un nombre pair d'alésages d'étran- glement ( 10), les alésages d'étranglement se faisant de façon azimutale vis-à-vis, ont une section trans- versale d'égale grandeur. 8) Soupape de décharge à équipression selon les revendications précédentes prises dans leur ensem- ble, caractérisée en ce que le trou collecteur ( 9) est réalisé dans le bouchon ( 7) comme un trou borgne et les alésages d'étranglement ( 10) sont disposés dans la zone de pointe ( 16) du trou borgne.