Brevet FR2791740A1 — publié le 20001006

L'invention concerne un dispositif de réglage comprenant un boîtier, qui comporte une chambre de commande destinée à recevoir un fluide et un alésage de guidage communiquant avec la chambre de commande, et un organe de réglage qui est guidé dans l'alésage de guidage et est soumis à une pression, par le fluide contenu dans la chambre de commande, sur la surface faisant face à la chambre de commande, tandis que, dans le boîtier, un conduit annulaire est ménagé d'une manière concentrique à l'alésage de guidage, dans une zone qui se raccorde à la chambre de commande et qui est en communication permanente de transmission de pression avec la chambre de commande. De tels dispositifs de réglage sont par exemple utilisés dans des injecteurs de carburant en tant que module de commande servant à ouvrir et fermer une buse d'injection ou en tant que buse d'injection elle-même. Lors de l'utilisation dans un injecteur de carburant, l'organe de réglage situé dans le dispositif de réglage est soumis à l'action de la pression de carburant par l'intermédiaire de la chambre de commande. Pour empêcher qu'à partir de la chambre de commande, une fuite de carburant ne passe par l'alésage de guidage, l'organe de réglage et l'alésage de guidage sont ajustés l'un à l'autre d'une manière telle qu'il ne subsiste qu'un faible intervalle d'étanchéité. Toutefois, dans la technique des véhicules, on utilise de plus en plus des dispositifs d'injection à accumulateur dans lesquels on travaille avec une pression de carburant très élevée. Cette pression élevée de carburant peut avoir pour résultat que l'intervalle d'étanchéité situé entre l'alésage de guidage et l'organe de réglage s'élargit, de sorte qu'il se produit une fuite de carburant renforcée. Dans le cas d'une pression de carburant de 1500 bars, on relève, par exemple dans le cas d'un boîtier en chrome- nickel, des élargissements radiaux de l'alésage de guidage qui atteignent quatre fois la largeur initiale de l'intervalle. La présente invention a pour but de fournir un dispositif de réglage qui assure une étanchéité fiable du guidage de l'organe de réglage vis-à-vis des fuites même dans le cas o le guidage est soumis à une pression élevée. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de réglage, du type générique défini en introduction, caractérisé en ce qu'une paroi se dressant librement est prévue entre le conduit annulaire et l'alésage de guidage d'une manière telle que, sous l'effet d'une différence entre la pression régnant dans l'alésage de guidage et la pression régnant dans le conduit annulaire, il se produit, dans une zone d'étanchéité de la paroi, un rétrécissement du jeu de guidage existant entre l'alésage de guidage et l'organe de réglage. Le dispositif de réglage conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - la profondeur du conduit annulaire et l'épaisseur de la paroi sont adaptées d'une manière telle que le rétrécissement du jeu de guidage entre l'alésage de guidage et l'organe de réglage se produise dans la zone d'étanchéité de la paroi, - la zone d'étanchéité de la paroi est située dans une zone dans laquelle la paroi se rattache au boîtier, - il est utilisé en tant que module de commande dans un injecteur de carburant pour ouvrir et fermer une buse d'injection, - il est utilisé en tant que buse d'injection dans un injecteur de carburant. Ainsi, le dispositif de réglage conforme à l'invention comporte, dans un boîtier, un conduit annulaire qui est disposé d'une manière concentrique à l'alésage de guidage dans une zone se raccordant à la chambre de commande et qui est en communication permanente de transmission de pression avec la chambre de commande. Ce conduit annulaire donne l'assurance qu'à extrémité du guidage de l'organe de réglage soumise à la pression, la paroi de l'alésage de guidage est agencée d'une manière équilibrée en pression, de sorte que, même lors de l'application d'une pression très élevée, il ne se produit pas d'élargissement radial de l'intervalle d'étanchéité. Avec une profondeur de conduite appropriée et une épaisseur de paroi adaptée en conséquence, il est possible d'obtenir une réduction supplémentaire de l'intervalle d'étanchéité entre l'alésage de guidage et le conduit annulaire. Dans l'intervalle d'étanchéité, la pression diminue lorsque la distance à la chambre de commande augmente, de sorte qu'il s'établit une différence de pression vis-à-vis de la pression dans le conduit annulaire qui donne l'assurance que la paroi située entre l'alésage de guidage et le conduit annulaire est repoussée vers l'intérieur, si bien que l'intervalle d'étanchéité se réduit. L'invention est exposée ci-après en détail à titre d'exemple en regard des dessins. On voit: aux figures 1A à 1D, un dispositif de réglage conforme à l'invention servant de module de commande, et plus précisément: - à la figure 1A une section transversale de l'ensemble du module de commande, à la figure lB, un détail du module de commande soumis à une pression, - à la figure 1C, une coupe transversale d'une zone de guidage sans l'organe de guidage et - à la figure 1D une vue de dessus de la zone de guidage sans l'organe de guidage, à la figure 2, une comparaison des modules de commande conformes à l'invention avec des modules de commande classiques, en ce qui concerne les fuites se produisant et, à la figure 3, un dispositif de réglage conforme à l'invention servant de buse d'injection de carburant. La figure 1 représente schématiquement un dispositif de réglage conforme à l'invention, tel qu'utilisé en tant que module de commande dans un injecteur de carburant. Le module de commande sert de servovalve pour l'ouverture et la fermeture hydraulique d'une buse d'injection située dans l'injecteur de carburant. Ainsi que le représente schématiquement la figure lA, le module de commande comprend un boîtier de module de commande 1 cylindrique qui est réalisé en deux parties. La partie supérieure de boîtier 11 sert de boîtier de chambre de commande et entoure une chambre de commande 2 qui peut être remplie d'un fluide sous pression au moyen de perçages de communication (non représentés). La partie inférieure de boîtier 12 sert de boîtier de guidage et comporte un alésage de guidage 3 cylindrique continu qui est réalisé en trois parties étagées, les deux sections extérieures d'alésage 31, 33 (figure 1C) possédant un plus grand diamètre que la section centrale d'alésage 32. La section supérieure 31 de l'alésage de guidage, qui se raccorde à la chambre de commande 2, comporte en outre, dans la zone de transition avec la section centrale d'alésage 32, un conduit annulaire 34 qui en fait tout le tour, de sorte qu'une paroi 13 se dressant librement est réalisée à l'endroit de la zone de la section centrale d'alésage 32 qui se raccorde à la section supérieure d'alésage 31. Il est en outre prévu, disposé d'une manière mobile dans l'alésage de guidage 3, un organe de guidage 4 qui est réalisé sous forme d'un piston cylindrique et qui est guidé dans la section centrale d'alésage 32, un jeu de guidage étant prévu entre la paroi de la section centrale 32 et la paroi du piston 4. Ce piston 4 est soumis, sur sa surface frontale supérieure 41, à la pression du fluide qui règne dans la chambre de commande 2. La surface frontale inférieure 42 du piston 4, qui s'étend dans la section inférieure d'alésage 33, coopère avec la buse d'injection (non représentée) située dans l'injecteur de carburant. Dans le module de commande conforme à l'invention représenté aux figures 1A à lD, le résultat recherché est d'empêcher qu'il se produise une fuite de fluide par le jeu de guidage existant entre le piston 4 et l'alésage de guidage 3, notamment lorsque le fluide est sous une pression très élevée. Cela s'obtient, comme le montre notamment la vue de détail de la figure lB, au moyen du conduit annulaire 34 qui communique avec la chambre de commande 2 par l'intermédiaire de la section supérieure d'alésage 31, de sorte que le conduit annulaire 34 est rempli de fluide se trouvant sous la pression de travail. Cela assure un équilibre de pression sur la paroi 13 se dressant librement, ce qui évite un élargissement du jeu de guidage sous l'effet de la pression de travail qui est exercée par le fluide. La pression du fluide situé dans le conduit annulaire 34 assure en outre un rétrécissement supplémentaire du jeu de guidage qui existe entre la paroi 13 se dressant librement et le piston 4, dans une zone d'attache X de la paroi 13. La raison en est que, dans l'intervalle existant entre le piston 4 et la paroi 13 qui se dresse librement, la pression diminue lorsque la distance à la chambre de commande 2 augmente, de sorte qu'il existe une différence de pression vis-à-vis de la pression régnant dans le conduit annulaire 34. Cette différence de pression a pour effet que la paroi est repoussée vers l'intérieur dans la zone X, de sorte que l'intervalle devient plus étroit entre le piston 4 et la paroi 13. La figure 2 représente une comparaison de la fuite permanente existant dans le cas d'un module de commande classique et dans le cas d'un module de commande conforme à l'invention, rapportée à la pression de travail qui est appliquée. Le boîtier de module était dans ce cas en chrome- nickel, et, dans le module de commande classique, on a utilisé un piston présentant un jeu de guidage étroit, de 2,0 à 2,5 Mm. Le module de commande conforme à l'invention était pourvu d'un conduit annulaire dans la réalisation représentée aux figures 1A à 1D et présentait un jeu de guidage de 3,5 à 4 Mm entre le piston de commande et l'alésage de guidage. Il a été établi qu'avec une pression de travail de 1500 bars, il est apparu, dans le cas du module de commande classique, un élargissement du jeu de guidage qui était de quatre fois, ce qui entraînait un débit de fuite permanente très élevé, supérieur à 320 ml/mn. Dans la réalisation conforme à l'invention du module de commande, ce débit de fuite permanente a pu être réduit à 1/7ème de la valeur correspondant au module de commande classique. Un moyen supplémentaire de rendre optimale la fuite permanente dans la forme de réalisation du module de commande qui est représentée aux figures lA à 1D peut être obtenu en réalisant une réduction de l'épaisseur de paroi dans la zone d'attache X de la paroi 31 se dressant librement, laquelle réduction entraîne un enfoncement sous pression renforcé de cette zone d'attache en raison de la différence de pression existant entre le conduit annulaire 33 et la section centrale 32 de l'alésage de guidage et donc une étanchéité améliorée. Le dispositif de réglage conforme à l'invention peut également être réalisé sous forme d'une buse d'injection, ainsi que cela représenté à la figure 3. Dans cette réalisation, la buse d'injection comporte un corps de buse 100 dans lequel sont ménagés un alésage de guidage 300, une chambre de commande 200 et un alésage de tige d'aiguille 210. La chambre de commande 200 est en outre raccordée par un perçage d'acheminement 220 à une alimentation en carburant. Une tige de guidage 410 d'une aiguille d'injecteur 400 est guidée dans l'alésage de guidage 300. La tige de guidage 410 de l'aiguille d'injecteur 400 se prolonge, par l'intermédiaire d'un épaulement d'application de pression 420, par une tige d'aiguille 430 qui est disposée dans l'alésage de tige d'aiguille 210 et comporte un cône d'appui 440 à son extrémité avant. Le cône d'appui 440 de l'aiguille d'injecteur 400 est associé à un siège ménagé dans une coupelle de buse conique 110 du corps de buse 100. Des trous d'injection de carburant 230 sont en outre ménagés dans la coupelle de buse 110. La buse d'injection représentée constitue ce qu'il est convenu d'appeler une buse à trous de siège. A l'état de repos, une force de maintien est exercée sur la tige de guidage 410 de l'aiguille d'injecteur 400, de sorte que le cône d'appui 440 de l'aiguille 400 repose sur la coupelle de buse 110 et obture les trous d'injection de carburant 230. Pour l'injection, la force de maintien s'exerçant sur la tige de guidage 410 est réduite au moyen d'une commande appropriée, de sorte que la force exercée par la pression de carburant sur l'épaulement 420 dans la chambre de commande 210 déplace l'aiguille 400 à l'encontre de la force de maintien agissant sur la tige de guidage 410 et soulève ainsi de la coupelle 110 le cône d'appui 440, et il en résulte que du carburant provenant de la chambre de commande 200 peut être injecté, par l'alésage de tige d'aiguille 210 et les trous d'injection de carburant 230, dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne. Pour empêcher une fuite de carburant hors de la chambre de commande 200 par l'alésage de guidage 300, un conduit annulaire 310 est ménagé dans le corps de buse à partir de la chambre de commande 200 et d'une manière concentrique à l'alésage de guidage. Il est ainsi formé, parallèlement à la tige de guidage 410 de l'aiguille 400 et dans une zone du corps de buse 100 adjacente à la chambre de commande 200, une paroi 120 qui se dresse librement et qui joue le rôle d'une sorte de lèvre d'étanchéité. La pression de carburant qui s'établit dans le conduit annulaire 310 donne l'assurance que, même pour une pression d'injection de carburant pouvant dépasser 1600 bars, il ne se produit aucun élargissement du jeu de guidage existant entre l'alésage de guidage 300 et la tige de guidage 410 de l'aiguille d'injecteur 400. A la place, la paroi 120 qui se dresse librement est repoussée vers l'intérieur, à l'endroit de5 sa zone d'attache X, sous l'effet de la pression de carburant, de sorte qu'il se produit une réduction du jeu de guidage et une meilleure étanchéité. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage comprenant un boîtier (1,100), qui comporte une chambre de commande (2, 200) destinée à recevoir un fluide et un alésage de guidage (3, 300) communiquant avec la chambre de commande, et un organe de réglage (4, 400) qui est guidé dans l'alésage de guidage et est soumis à une pression, par le fluide contenu dans la chambre de commande, sur la surface (41, 420) faisant face à la chambre de commande, tandis que, dans le boîtier (1, 100), un conduit annulaire (33, 310) est ménagé d'une manière concentrique à l'alésage de guidage (3, 300), dans une zone qui se raccorde à la chambre de commande et qui est en communication permanente de transmission de pression avec la chambre de commande, caractérisé en ce qu'une paroi (13, 120) se dressant librement est prévue entre le conduit annulaire (33, 310) et l'alésage de guidage (3, 300) d'une manière telle que, sous l'effet d'une différence entre la pression régnant dans l'alésage de guidage (3, 300) et la pression régnant dans le conduit annulaire (33, 310), il se produit, dans une zone d'étanchéité (X) de la paroi, un rétrécissement du jeu de guidage existant entre l'alésage de guidage (3, 300) et l'organe de réglage (4, 400). 2. Dispositif de réglage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur du conduit annulaire (33, 310) et l'épaisseur de la paroi (13, 120) sont adaptées d'une manière telle que le rétrécissement du jeu de guidage entre l'alésage de guidage (3, 300) et l'organe de réglage (4, 400) se produise dans la zone d'étanchéité (X) de la paroi (13, 120). 3. Dispositif de réglage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la zone d'étanchéité (X) de la paroi (13, 120) est située dans une zone dans laquelle la paroi se rattache au boîtier (1, 100). 4. Dispositif de réglage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est utilisé en tant que module de commande dans un injecteur de carburant pour ouvrir et fermer une buse d'injection.5 5. Dispositif de réglage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est utilisé en tant que buse d'injection dans un injecteur de carburant.