Brevet FR2797914A1 — publié le 20010302

l Etat de la technique La présente invention concerne une soupape de commande d'injecteur de carburant comportant une aiguille ré- glable dans une chambre de commande munie d'une arrivée, d'une sortie et d'un siège de soupape. On connaît une telle soupape de commande par exemple selon le document DE 197 27 896 AI servant à comman- der l'ouverture d'une aiguille d'injecteur pour injecter du carburant dans le cylindre d'un moteur à combustion interne. L'aiguille de l'injecteur est sollicitée en per- manence par une pression d'ouverture cherchant à soulever l'aiguille par rapport à son siège. A cette force d'ouverture s'oppose une force de fermeture générée dans une chambre de pression de commande. Aussi longtemps que la pression dans la chambre de commande est à un niveau élevé, la force de ferme- ture qu'elle génère est supérieure à la force d'ouverture agissant sur l'aiguille qui reste ainsi fermée. Si au con- traire la pression dans la chambre de commande et ainsi la force de fermeture qu'elle engendre, diminue, la force d'ouverture permet de soulever l'aiguille par rapport à son siège. Le carburant peut alors être injecté. La pression régnant dans la chambre de commande est commandée par la soupape de commande en ce qu'elle ferme ou ouvre une sortie. Si le fluide alimentant la chambre de commande de pression, usuellement du carburant est accumulé par la fermeture de la sortie, cela crée dans cette chambre une pression élevée qui maintient alors l'aiguille de l'injecteur en position de fermeture. Au contraire, si la soupape de commande ouvre la sortie, la pression de la cham- bre de commande de pression diminue et l'aiguille de l'injecteur peut s'ouvrir. Avantages de l'invention La présente invention concerne une soupape de commande d'injecteur du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que l'aiguille d'injecteur comporte un anneau d'étranglement muni de perçages d'étranglement parallèles à l'axe longitudinal de l'aiguille et, des dimensions de l'anneau d'étranglement et de l'aiguille d'injecteur sont choisies pour former un canal de sortie entre la paroi exté- rieure de l'aiguille d'injecteur et la paroi intérieure de l'anneau d'étranglement. La soupape de commande selon l'invention offre l'avantage de permettre avec la mise en oeuvre de moyens ré- duits, deux états d'ouverture différents pour la soupape de commande, à savoir un état d'ouverture partiel dans lequel le liquide peut s'échapper de la chambre de commande de pression à travers les perçages d'étranglement et un état d'ouverture totale dans lequel les perçages d'étranglement ainsi que le canal de sortie sont ouverts. La commutation entre ces deux états d'ouverture se fait uniquement par la commande de la course de l'aiguille de l'injecteur. Cela permet de réaliser différents types d'injection par exemple une injection en forme de rampe ou une injection appliquée. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'aiguille de l'injecteur comporte une tête d'aiguille plus grande que le diamètre intérieur de l'anneau d'étranglement et cet anneau d'étranglement se trouve entre la tête de l'aiguille et le siège de l'injecteur. Dans cette réalisation, l'aiguille de l'injecteur sert non seulement à la commutation mais également en même temps à guider l'anneau d'étranglement. Celui-ci est fixe dans la direction axiale entre la tête de l'aiguille et le siège de l'injecteur. Il est en outre prévu de manière préférentielle un ressort dans la chambre de commande qui sollicite l'anneau d'étranglement pour l'écarter du siège de soupape en direc- tion de la tête de l'aiguille et dans la chambre de commande il est prévu une butée pour l'anneau d'étranglement limitant la course de cet anneau s'écartant du siège de soupape. Le ressort permet de régler l'anneau d'étranglement d'une ma- nière particulièrement simple à l'intérieur de la chambre de commande sans nécessiter un élément d'actionnement de com- mande séparé, extérieur. De plus, cette réalisation permet d'avoir un état en partie ouvert pour la soupape de commande, qui est très largement indépendant des tolérances de posi- tionnement de l'aiguille de l'injecteur. En effet, on peut régler une plage de tolérance à l'intérieur de laquelle l'anneau d'étranglement est déjà soulevé du siège mais n'est pas encore appliqué contre la butée. A l'intérieur de cette plage de tolérance, on arrive à une section de sortie à tra- vers les perçages d'étranglement qui est pratiquement indé- pendante de la position de l'aiguille de l'injecteur dans cet état partiellement commuté. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un mode de réalisation préférentiel représenté sché- matiquement dans les dessins annexés dans lesquels: * la figure 1 est une vue schématique d'un injecteur de car- burant, * la figure 2 est une vue à échelle agrandie d'une soupape de commande selon l'état de la technique applicable à l'injecteur de carburant de la figure 1, * la figure 3 est une vue en coupe d'une soupape de commande selon l'invention. Description d'un exemple de réalisation La figure 1 montre un injecteur de carburant, connu équipé d'une soupape de commande (voir figure 2). L'injecteur de carburant comprend un corps 10 logeant de ma- nière coulissante une aiguille 12. L'aiguille 12 commande l'injection du carburant dans un cylindre d'un moteur à com- bustion interne (non représenté). Le carburant fourni exerce sur l'aiguille 12 une force d'ouverture soutenant l'aiguille et une pièce d'actionnement 14 contre laquelle s'appuie l'aiguille 12 cherchant à se déplacer vers une chambre de commande de pression 16. La chambre de commande de pression 16 reçoit éga- lement du carburant exerçant par sa pression une force de fermeture sur l'organe d'actionnement 14. Le carburant est fourni par une alimentation 18 et une sortie 20 est reliée à la chambre de commande de pression 16 conduisant à une cham- bre de commande 22 d'une soupape de commande 24. La sortie 20 constitue une arrivée pour la soupape de commande 24 et il est prévu une sortie 26 par laquelle le carburant peut s'échapper de la chambre de commande de pression 16 et de la chambre de commande 22. La soupape de commande 24 comporte une aiguille 28 dans la chambre de commande 22. Cette aiguille coopère avec un siège de soupape 30. Lorsque l'aiguille 28 est appli- quée contre le siège 30, la soupape de commande 24 est fermée et le carburant venant de l'arrivée 18 de la chambre de com- mande de pression 16 s'accumule dans cette chambre. La pres- sion élevée engendrée de cette manière exerce une force d'obturation sur la pièce d'actionnement 14; cette force est supérieure à la force d'ouverture agissant sur l'aiguille 12 de l'injecteur. L'injecteur de carburant est ainsi fermé. Au contraire, si l'aiguille 28 est soulevée de son siège 30, le carburant peut s'échapper de la chambre de commande de pres- sion 16 par la chambre de commande 22 et la sortie 26 si bien que la pression chute dans la chambre de commande de pres- sion. La force de fermeture ainsi diminuée permet l'ouverture de l'aiguille de l'injecteur et ainsi l'injection du carbu- rant. La soupape de commande selon l'invention sera dé- crite ci-après à l'aide de la figure 3. L'aiguille 28 de l'injecteur comporte une tête 32. Un anneau d'étranglement 34 est monté de manière coulissante sur l'aiguille 28; cet an- neau comporte plusieurs perçages d'étranglement 36. Ces per- çages sont parallèles à l'axe longitudinal de l'aiguille 28 et sont répartis suivant un rayon tel que ces perçages peu- vent être fermés lorsqu'ils s'appliquent contre le siège de soupape 30. Le siège de soupape 30 est réalisé sur une partie en saillie 37, de forme cylindrique; un ressort de compres- sion 38 est prévu autour de cette partie cylindrique. Le res- sort de compression 38 sollicite l'anneau d'étranglement 34 pour l'écarter du siège 30 en direction de la tête 32 de l'aiguille. La chambre de commande 22 comporte un décroche- ment 40 en regard de l'anneau d'étranglement 34, du côté op- posé à celui du ressort de compression 38 pour servir de butée limitant la course maximale de l'anneau d'étranglement. Le diamètre extérieur de l'aiguille d'injecteur 28 et le diamètre intérieur de l'anneau d'étranglement 34 sont définis l'un par rapport à l'autre pour former un canal de sortie 42 entre l'aiguille d'injecteur 28 et l'anneau d'étranglement 34; ce canal permet au carburant de sortir de la chambre de commande 22 vers la sortie 26. La soupape de commande décrite ci-dessus peut se trouver dans trois états de commutation différents. Dans le premier état représenté à la figure 3, l'aiguille d'injecteur 28 occupe sa position haute dans laquelle elle presse l'anneau d'étranglement 34 contre le siège de soupape 30 à l'encontre de l'action du ressort 38. Dans cet état, la sou- pape de commande est fermée car le canal de sortie 42 est fermé par la venue en appui de la tête 32 de l'aiguille sur l'anneau d'étranglement 34 et par la venue des perçages d'étranglement 40 en appui sur le siège de soupape 30. La soupape de commande peut également se trouver dans un état de commutation avec ouverture partielle; dans cet état, l'aiguille d'injecteur 28 est déplacée en direction de la chambre de commande 16 d'une course partant de l'état fermé, cette course étant inférieure à Ah. Dans cet état, l'anneau d'étranglement 34 est soumis à l'action du ressort 38 pour s'appliquer toujours contre la tête d'aiguille 32 en étant néanmoins éloigné du siège 30. Le carburant peut ainsi s'échapper de la chambre de commande 22 à travers les perça- ges d'étranglement 36 vers la sortie 26. Comme les perçages de sortie 36 ne représentent qu'une section de sortie relativement faible, la pression ne chute que lentement dans la chambre de commande de pression 16 et aussi l'aiguille 12 de l'injecteur ne commence qu'à se déplacer lentement. Cela correspond à une montée selon une forme de rampe de la course de l'aiguille de l'injecteur. Le troisième état de commutation correspond à ce- lui de l'aiguille d'injecteur 28 exécutant une course en di- rection de la chambre de commande de pression 16 supérieure à Ah. Cette course importante ne peut être exécutée par l'anneau d'étranglement 34 car il s'applique bien avant con- tre la butée 40. Cela libère le canal de sortie 42. Cette section de sortie s'additionne à la section de sortie corres- pondant aux perçages d'étranglement 36 ce qui donne ainsi une section de sortie plus grande permettant une décharge rapide de la pression de la chambre de commande de pression 16. La soupape de commande décrite ci-dessus peut être commutée pour que l'aiguille 28 de l'injecteur exécute brièvement une course supérieure à Ah. La section de sortie, importante disponible alors permet une décharge rapide de la chambre de commande de pression 16 si bien que l'aiguille de l'injecteur se soulève rapidement du siège. Pour ensuite te- nir l'aiguille de l'injecteur dans un état de flottement, il faut réduire la sortie de la chambre de commande de pression 16 par une arrivée constante par l'arrivée 18. A cet effet, on règle la course de l'aiguille d'injecteur 28 à une valeur inférieure à Ah pour que seulement la section de sortie défi- nie par les perçages d'étranglement 36 soit disponible. Cela permet de réaliser une injection limitée ou d'amorçage. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Soupape de commande d'injecteur de carburant comportant une aiguille (28) réglable dans une chambre de commande (22), munie d'une arrivée (20), d'une sortie (26) et d'un siège de soupape (30), caractérisée en ce que * l'aiguille d'injecteur (28) comporte un anneau d'étranglement (34) muni de perçages d'étranglement (36) parallèles à l'axe longitudinal de l'aiguille (28), et * des dimensions de l'anneau d'étranglement (34) et de l'aiguille d'injecteur (28) sont choisies pour former un canal de sortie (42) entre la paroi extérieure de l'aiguille d'injecteur et la paroi intérieure de l'anneau d'étranglement. 2 ) Soupape de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aiguille d'injecteur (28) est munie d'une tête d'aiguille (32) supérieure au diamètre intérieur de l'anneau d'étranglement (34) et cet anneau (34) se trouve entre la tête d'aiguille (32) et le siège de soupape (30). 3 ) Soupape de commande selon la revendication 1 caractérisée en ce qu' e un ressort (38) est prévu dans la chambre de commande (22) pour solliciter l'anneau d'étranglement (34) et l'écarter du siège de soupape (30) en direction de la tête d'aiguille (32), et * la chambre de commande (22) comporte une butée (40) pour limiter la course de l'anneau d'étranglement (34) lors- qu'il s'écarte du siège de soupape (30).