Brevet FR2799318A1 — publié le 20010406

L'invention concerne une unité d'actionnement comportant un actionneur piézo-électrique du type dans lequel un carter d'actionneur entoure l'actionneur piézo- électrique. Une telle unité d'actionnement est connue, par exemple, par DE 38 44 134 C2. Pour l'alimentation en carburant des moteurs à combustion interne, on installe de plus en plus des systèmes d'injection à accumulateur, travaillant avec des pressions d'injection très élevées et des vitesses de commutation élevées. Dans le cas de ces systèmes d'injection à accumulateur, le carburant est injecté dans moteur à combustion interne à l'aide injecteurs de carburant. L'injecteur de carburant présente, de façon générale, une buse d'injection qui est ouverte ou fermée par une servo-soupape, pour déterminer avec précision le déroulement dans le temps de l'opération 'injection dans la chambre de combustion. La servo-soupape est, dans ce cas, actionnée par un actionneur commande électriquement avant tout, pour cela, la mise en oeuvre d'actionneurs piézo-électriques s'est avérée avantageuse pour obtenir temps de commutation suffisamment courts. Dans un tel actionneur piézo-électrique, on provoque, par application une tension, une extension longitudinale qui est transmise sur la servo-soupape qui à son tour, ouvre et ferme la buse d'injection. Les vitesses extrêmement élevées de commutation de actionneur piézo-électrique déclenchent toutefois, dans carter enveloppant l'actionneur piézo-électrique, des oscillations mécaniques à haute fréquence, qui se propagent le long du corps de l'injecteur et sont transmises à la culasse de cylindre du moteur à combustion interne. Les oscillations mécaniques sur la surface du corps d'injecteur et de la culasse de cylindre conduisent a du bruit gênant considérable, qui une action négative sur le confort de conduite. Le but de la présente invention est de mettre à disposition une unité d'actionnement comportant un actionneur piézo-électrique dont le bruit est amorti. Ce problème est résolu par une unité 'actionnement comportant un actionneur du type indiqué au début, comportant, entre l'actionneur piézo-electrique et carter d'actionneur, un volume intermédiaire, qui est rempli, au moins en partie, avec un matériau amortissant oscillations. Dans le cas de l'unité d'actionnement selon 'invention, un volume intermédiaire entre l'actionneur piézo-électrique et le carter qui l'entoure rempli au moins partiellement par un matériau amortissant les oscillations. On garantit ainsi que l'actionneur piézo- electrique et le carter de l'actionneur soient largement découplés l'un de l'autre en ce qui concerne les oscillations, de telle façon que les oscillations provenant de l'actionneur piézo-électrique soient pas propagées sur le carter et, de ce fait, sur l'injecteur. On peut ainsi réduire considérablement l'émission de bruit l'injecteur. Selon d'autres caractéristiques de l'unité actionnement selon l'invention:- le matériau amortissant les oscillations est un matériau solide, élastique à la flexion, de préférence du silicone; - une paroi intérieure du carter d'actionneur est munie d'évidements, de préférence des rainures transversales, pour réaliser une liaison par conjugaison formes entre le matériau élastique à la flexion et le carter d'actionneur; - l'actionneur piézo-électrique est inséré dans un corps creux présentant des évidements qui réalisent une iaison par conjugaison de formes avec le matériau élastique à la flexion; - le matériau amortissant les oscillations dans le volume intermédiaire est un liquide; - le niveau de remplissage du liquide dans le volume intermédiaire est accordé sur la fréquence de l'oscillation mécanique transmise par l'actionneur piézo électrique au carter d'actionneur. On décrira ci-après plus en détail l'invention à l'aide du dessin, qui représente une coupe d un entraînement de réglage d'un injecteur de carburant comportant une unité d'actionneur. entraînement de réglage d'un injecteur de carburant se compose essentiellement d'un carter de tete d'injecteur 1 comportant un alésage intérieur étagé il, d'un actionneur piézo-électrique 2 et d'une servo-soupape 3. L'actionneur piézo-électrique 2 est constitué de plusieurs éléments piézo-électriques 21 disposés les uns au-dessus des autres, qui sont disposés dans un corps creux 22 réalisé sous la forme d'un tube-ressort. Ce corps creux est relié par conjugaison de formes et/ou de forces, préférence par soudure, respectivement à une plaque tête 23 et à une plaque de fond 24, qui mettent sous précontrainte les éléments piézo-électriques 21 empilés les uns sur les autres, avec une force définie, de préférence de 800 à 1000 N. Pour commander les éléments piézo-électriques 21, des tiges de contact (non représentées) sont disposées le long de ces éléments et sont reliées électriquement aux éléments piézo-électriques 21 et elles dépassent à l'extérieur de la plaque de tête 23. Ces tiges de contact sont soumises, dans un raccordement 4 de l'actionneur, situé sur la plaque de tête, à une tension provoquant une dilatation longitudinale de l'actionneur piézo-électrique 2. En raison de son élasticité, le corps creux 22, réalisé sous la forme d'un tube-ressort, garantit que la dilatation longitudinale provoquée dans l'actionneur piézo-électrique 2 soit complètement reprise par ce corps creux. L'actionneur piézo-électrique 2 est, de plus, inséré dans un carter d'actionneur 25, qui est enserré, à l'extrémité supérieure de l'alésage intérieur étagé il, dans le carter de tête d'injecteur 1. Pour cela, carter d'actionneur 25 est appuyé, avec sa face en bout sur un disque d'appui annulaire 51, qui s'appuie contre un épaulement dans l'alésage intérieur 11. Le carter d'actionneur 25 est maintenu fixe par une vis creuse 12 qui fait prise avec une rainure annulaire de pression 121 sur une bague de tension 26 entourant le carter d'actionneur 25 et qui est vissée sur le carter de tête d'injecteur 1. La plaque de fond 24 dépasse au-delà de face en bout du carter d'actionneur 25 avec une saillie 241 disposée au centre. Autour de cette saillie est disposée une membrane 6, s'étendant depuis la saillie 241 jusqu'à la paroi intérieure du carter de tête d'injecteur 1 et fixee à cette paroi. La membrane 6 est conçue de façon à suivre complètement, pratiquement sans résistance, les dilatations longitudinales provoquées par électrostriction dans l'actionneur piézo-électrique 2. dilatation longitudinale de l'actionneur piézo électrique 2, produite par électrostriction, est transmise par un transmetteur à levier 8 à la servo-soupape et est amplifiée le transmetteur à levier 8 étant serré entre la saillie de la plaque de fond 24 et un piston de soupape 31 de la servo-soupape 3 et prenant appui par un bras, sur le disque de réglage 52 disposé dans l'alésage intérieur 11 du carter de tête d'injecteur 1. Le mouvement transmis de l'actionneur piézo-électrique 2, par le transmetteur à levier 8, au piston de soupape 31 est ensuite utilisé pour ouvrir et fermer une soupape d'injection (non représentée). mise en oeuvre de l'actionneur piézo-électrique 2 permet des temps de commutation très courts de l'injecteur de carburant. L'actionneur piézo-électrique 2 à commutation extrêmement rapide présente toutefois l'inconvénient dû à sa conception, d'émettre des bruits de commutation élevés et à haute fréquence. La dilatation longitudinale de l'actionneur piézo-électrique 2 provoquée par électrostriction, soumet, comme l'ont montre des analyses d'émission sonore, le carter 25 entourant l'actionneur piézo-électrique 2 à des oscillations mecaniques qui se propagent sur tout l'injecteur de carburant. Les oscillations mécaniques respectives carter d'actionneur 25 et de tout l'injecteur de carburant conduisent, à leur tour, à du bruit gênant considérable, influe négativement sur le confort de conduite. Pour éviter que les dilatations rapides de 'actionneur piézo-électrique 2 soient transmises au carter d'actionneur 25, on remplit, au moins en partie, avec un matériau 28 amortissant les oscillations, un volume intermédiaire 27, formant interstice, qui ménagé entre une paroi interne 251 du carter d'actionneur 25 et le corps creux 22 de l'actionneur 2, entourant piezo-éléments, de préférence sur toute la longueur du carter d'actionneur, depuis la plaque de tête 23 jusqu'à membrane 6. Comme matériau 28 amortissant les oscillations, on peut utiliser un matériau solide comportant une élasticité élevée à la flexion, qui absorbe largement les oscillations provoquées par l'actionneur piézo-électrique 2. Pour obtenir un contact suffisant entre le carter d'actionneur 25 et ce matériau amortisseur ide, la paroi interne 251 est munie d'évidements, préférence de rainures transversales 252, qui procurent une liaison par conjugaison de formes entre le matériau amortissant les oscillations, dans le volume intermédiaire et le carter d'actionneur 25. La conjugaison de formes entre l'actionneur piézo-électrique 2 et le matériau 'amortissement est, de plus, assuré par les évidements dans le corps creux 22 réalisé sous la forme d'un tube- ressort. Mais, en variante, il y a également possibilité de créer des éléments de liaison spéciaux pour un contact par conjugaison de formes entres le matériau d'amortissement et l'actionneur piézo-électrique. Le matériau 28 amortissant les oscillations est, de plus, choisi telle façon que la dilatation longitudinale produite par électrostriction dans l'actionneur piézo-électrique 2 ne cause pas d'inconvénients et 'il n'en résulte pas une perte de course. Comme matériau solide d'amortissement, on utilise, dans ce cas, de préference du silicone. Mais, au l' d'utiliser un matériau solide d'amortissement, il y a également la possibilité de remplir avec un liquide le volume intermédiaire 27 situé entre le carter d'actionneur 25 et l'actionneur piézo électrique 2, volume qui est délimité, vers le haut, par la plaque de fond 24, et, vers le bas, par la membrane 6. Les oscillations provoquées par les dilatations longitudinales rapides de l'actionneur piézo-électrique 2 sont largement absorbees par un tel liquide. De plus, un choix judicieux du niveau de remplissage du liquide dans le volume intermédiaire 27 peut avoir pour effet un réglage précis de 'amortissement sur les fréquences d'oscillation provoquées par l'actionneur piézo-électrique 2. REVENDICATIONS 1. Unité d'actionnement comportant un ionneur piézo-électrique (2) et un carter d'actionneur (25) entourant l'actionneur piézo-électrique, caractérisée en ce qu'entre l'actionneur piézo- électrique (2) et le carter d'actionneur (2 il est prévu un volume intermédiaire (27), qui est rempli, au moins en partie, avec un matériau (28) amortissant les oscillations. 2. Unité d'actionnement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau (28) amortissant les oscillations est un matériau solide, élastique à la flexion, de préférence du silicone. 3. Unité d'actionnement suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'une paroi intérieure (251) carter d'actionneur (25) est munie d'évidements, de préférence des rainures (252) transversales, pour réaliser une iaison par conjugaison de formes entre le matériau (28) amortissant les oscillations et le carter d' ionneur 4. Unité d'actionnement suivant la revendicat' 2 ou revendication 3, caractérisée en ce que l'actionneur piézo-électrique (2) est inséré dans un corps creux (22) ' présente des évidements qui réalisent une liaison par conjugaison de formes avec le matériau (28) élastique à la flexion. 5. Unité d'actionnement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau amortissant les oscillations dans le volume intermédiaire est un iquide. 6. Unité d'actionnement suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le niveau de remplissage liquide 8) dans le volume intermédiaire (27) est accordé sur la fréquence de l'oscillation mécanique qui est transmise par 'actionneur piézo-électrique (2) au carter d'actionneur (25).