Brevet FR2799239A1 — publié le 20010406

'invention concerne une unité opératrice du comprenant un opérateur piézo-électrique et un boîtier d'opérateur qui entoure l'opérateur, le boîtier l'opérateur étant assemblé à l'opérateur par complémentarité de forme et/ou par action de force. Une telle unité opératrice est décrite, par exemple, dans document DE 38 44 134 C2. Dans l'alimentation en carburant des moteurs a combustion interne on utilise de plus en plus des systèmes d'injection à accumulateur dans lesquels on travaille à de très hautes pressions d'injection et à des vitesses de commutation rapide. Dans ces systèmes d'injection à accumulateur, du carburant est injecté dans le moteur à combustion interne à l'aide d'injecteurs carburant. L'injecteur de carburant présente en général une buse d'injection qui est ouverte et fermée hydrauliquement par une servo-soupape, pour fixer précisément le déroulement dans le temps de l'opération d'injection dans la chambre de combustion. La servo- soupape est ici actionnée par un opérateur piloté électriquement, l'utilisation d'opérateurs piezo électriques s'étant révélée surtout avantageuse pour obtenir des temps de commutation suffisamment courts. Dans un tel opérateur piézo-électrique, on provoque l'application d'une tension une dilatation longitudinale qui est transmise à la servo-soupape, laquelle ouvre ou ferme à son tour la buse d'injection. opérateurs piézo-électriques qui commutent extrêmement rapidement, avec des temps de commutation dans 'intervalle de moins de 200 #us déclenchent malheureusement dans le boîtier qui entoure l'opérateur piézo-électrique, des vibrations mécaniques à haute fréquence qui se propagent le long du corps de l'injecteur et sont introduites dans la culasse du moteur à combustion interne. Ces vibrations transmises au corps de l'injecteur et à la culasse conduisent à une nuisance acoustique considérable et, de cette façon, ont une influence négative sur le confort de conduite. Le but de la présente invention consiste donc réaliser une unité opératrice dans laquelle on puisse atteindre d'une façon économique et peu encombrante compensation considérable de l'émission de bruits. ce problème est résolu par une unité opératrice type cité au début et remarquable en ce qu'il est prévu au droit d'une surface de contact entre le boîtier l'opérateur et un corps d'injecteur qui reçoit le boîtier de l'opérateur, un élément fait d'une matière qui possède propriétés d'amortissement des vibrations. Dans l'unité opératrice selon l'invention, il prevu dans une zone de contact entre un boîtier reçoit l'opérateur et un corps d'injecteur, un élément fait d'une matière possédant des propriétes 'amortissement des vibrations. Les mesures d'émission bruits effectuées sur des unités opératrices ont en effet montré que les vibrations mécaniques à haute fréquence transmises de l'opérateur au boîtier relié à l'opérateur qui se propagent au corps de l'injecteur représentent source décisive de bruits. Grâce au découplage vibratoire du boîtier de l'opérateur par rapport au corps l'injecteur au moyen d'un élément amortisseur de vibrations interposé, on évite que le corps de '' .ecteur soit mis en vibrations par le boîtier de opérateur, ces vibrations pouvant se traduire par bruits gênants à la surface du corps de l'injecteur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, - le boîtier d'opérateur est retenu sur le corps injecteur par une vis creuse et un support de bague serrage, une rondelle intercalaire disposée entre la vis creuse et le support de bague de serrage étant fabriquée en une matière qui amortit les vibrations ; - le boîtier d'opérateur est retenu sur le corps d'injecteur par une vis creuse et un support de bague de serrage, le support de bague de serrage étant fabriqué dans la matière ' amortit les vibrations ; - une rondelle d'appui interposée entre une surface frontale du boîtier d'opérateur et le corps d'injecteur est fabriquée dans la matière qui amortit les vibrations ; - la matière possédant des propriétés d'amortissement vibrations est le graphite ou le Téflon ; - le boîtier d'opérateur présente une surface d'appui aussi petite que possible dans la région de la surface de contact avec le corps d'injecteur ; - l'opérateur est un opérateur piézo-électrique. L'invention exposée plus en détail en se référant aux dessins. Sur ces dessins . la Fig. 1 une coupe longitudinale d'une servocommande injecteur de carburant qui est équipé d'une première forme de réalisation d'une unité opératrice selon invention ; et la Fig. 2 est une coupe longitudinale d'une servocommande d'un injecteur de carburant qui est équipé d'une deuxième forme de réalisation d'une unité opératrice selon 1 invention. Sur la Fig. 1, une servocommande d'un injecteur de carburant est essentiellement composée d'un boîtier de tête 1 d'injecteur présentant un perçage intérieur 11 réalisé avec une forme étagée, d'un opérateur piézo électrique 2 et d'une servosoupape 3. L'opérateur piézo électrique 2 ici composé de plusieurs éléments piézo électriques distincts 21 empilés les uns sur les autres, qui sont disposes dans un corps creux 22 réalisé sous la forme d'un ressort tubulaire. Ce corps creux 22 est relié à une plaque de tête 23 et à une plaque de fond 24 dans chaque cas par une liaison opérant par complémentarité de forme et/ou action de force, de préférence par soudage, ces plaques serrant avec précontrainte les éléments piézo-electriques distincts 21 empilés les uns sur les autres, avec une force prédéfinie qui est de préférence de 800 à 1000 N. Pour commander les éléments piézo-électriques distincts 21, il est prévu des broches de contact (non représentées) disposées le long de ces éléments qui sont en liaison conductrice avec les éléments distincts et qui font saillie hors de la plaque de tête 23. Ces broches de contact reçoivent une tension, dans un raccord d'opérateur monté sur la plaque de tête, tension qui détermine une dilatation longitudinale de 'opérateur piézo-électrique 2. Grâce à son élasticité, le corps creux 22 réalisé sous la forme d'un ressort tubulaire, garantit que la dilatation longitudinale provoquée dans l'opérateur piézo-électrique 2 est accompagnée par ce corps creux. L'opérateur piézo-électrique 2 est par ailleurs emboîté dans un boîtier 25 d'opérateur en forme de manchon qui est relié à la plaque de tete 23 à l'extrémité supérieure. Le boîtier 25 de l'opérateur est ici encastré rigidement dans le boîtier tête de l'injecteur dans le perçage intérieur étagé 11. Le perçage intérieur 11 présente dans la région boîtier de tête 1 de l'injecteur quatre étages 1l1 , 112, 113, 114 dont les diamètres croissent de l'intérieur vers l'extérieur. Le boîtier 25 de l'opérateur posé dans le deuxième étage 112, le diamètre extérieur boîtier 25 étant sensiblement adapté au diamètre intérieur de cet étage. Le boîtier 25 de l'opérateur est retenu rigidement une vis creuse 12 dont le diamètre intérieur est adapté au diamètre extérieur du boîtier 25 de 'opérateur qui est vissée par un filetage extérieur dans un filetage intérieur formé dans le premier étage 111. Dans 'état vissé, la vis creuse 12 presse sa face frontale intérieure 121 contre une rondelle intercalaire 13 qui disposée sur tout le tour du boîtier 25 de l'opérateur dans le premier étage 111. rondelle intercalaire 13 retient à son tour solidement un support de bague de serrage 27 qui est disposé dans le premier étage 111 au-dessous de la rondelle intercalaire 13. Le support bague de serrage 27 est en contact par une gorge de bague de serrage 271 avec une bague de serrage 26 qui entoure le boîtier 25 de l'opérateur, et qui est logée dans une gorge de bague de serrage 252 ménagée dans le boîtier 25 de l'opérateur et retient ainsi rigidement le boîtier 25 de l'opérateur dans le perçage intérieur 11 du boîtier de tête 1 de l'injecteur. Par ailleurs, dans l'état serré, le boîtier 25 de l'opérateur est pressé par sa surface frontale inférieure 251 sur rondelle d'appui 51 en forme de bague et qui est appuyée sur un épaulement présent dans le deuxieme étage 112 du perçage intérieur 11. Le boîtier 25 de l'opérateur est par ailleurs chanfreiné vers l'extérieur dans la région de sa surface frontale intérieure 251, pour établir une surface de contact aussi petite que possible entre la surface frontale 251 et la rondelle d'appui 51. Un bossage 241 est prévu en position centrale sur la plaque de fond 24 de l'opérateur piézo-électrique 2. Autour de ce bossage 241 est disposée une membrane 6 ' s'étend du bossage 241 jusqu'à la paroi intérieure du boîtier de tête 1 de l'injecteur. La membrane 6 est construite de manière à accompagner presque sans résistance les dilatations longitudinales provoquées dans l'opérateur piézo-électrique 2 par électrostriction. Les dilatations longitudinales de l'opérateur piézo électrique 2 produites par électrostriction sont transmises à la servo-soupape 3 avec renforcement par un organe de transmission à levier 8, l'organe de transmission à levier 8 étant serré entre le bossage 241 de la plaque de fond 24 et un piston de soupape 31 de la servo-soupape 3, et étant appuyé par une branche sur une rondelle de calage 52 disposée dans le troisième étage 113 du perçage intérieur 11 du boîtier de tête 1 de l'injecteur. Le mouvement qui est transmis de l'opérateur piézo-électrique 2 au piston de soupape 31 de la servo- soupape 3 ' l'aide de l'organe de transmission à levier 8 est ensuite utilisé dans l'injecteur de carburant pour ouvrir et fermer une buse d'injection (non représentée). Avec 'utilisation de l'opérateur piézo-électrique 2, il est possible d'obtenir des temps de commutation très rapides de l'injecteur de carburant. Toutefois de par sa conception, l'opérateur piézo-électrique à commutation extrêmement rapide a l'inconvénient d'émettre des bruits de commutation forts et à haute fréquence. La dilatation longitudinale de l'opérateur piézo-électrique qui est provoquée par électrostriction met en vibrations mécaniques le boîtier d'opérateur 25 qui entoure l'opérateur piézo-électrique 2. Pour éviter que ces vibrations mécaniques ne soient transmises à l'injecteur de carburant par l'intermédiaire des surfaces de contact entre le boîtier 25 de l'opérateur et le boîtier de tête 1 de l'injecteur, la rondelle intercalaire 13 interposée entre la vis creuse 12 et le support de bague de serrage 27 est fabriquée en une matière qui absorbe les vibrations. Par ailleurs, la rondelle d'appui 51 interposée entre la surface frontale 251 du boîtier 2 de l'opérateur et l'épaulement du deuxième étage 112 du perçage intérieur il du boîtier de tête 1 de l'injecteur est de préférence faite elle aussi de la matière qui absorbe les vibrations. Dans le choix de la matière utilisée pour la rondelle intercalaire 13 et la rondelle d'appui 51 on tient aussi compte du fait qu'aussi bien la rondelle intercalaire 13 que la rondelle d'appui 51 doivent posséder une haute résistance à la compression et une tenue suffisante à la température et au carburant. Le graphite le Téflon se sont révélés en particulier des matières appropriées pour la rondelle intercalaire 13 et pour la rondelle d'appui 51. La forme de réalisation chanfreinée du boîtier 25 de l'opérateur dans la région de la surface frontale inférieure 251 a par ailleurs l'avantage de réduire la surface de contact entre le boîtier 25 de l'opérateur et le boîtier de tête 1 de l'injecteur, et de réduire de cette façon la surface possible d'introduction des sons. Avec l'utilisation d'une matière possédant des propriétés amortissement des vibrations dans la région de la surface de contact entre le boîtier 25 de 'opérateur et boîtier de tête 1 de l'injecteur, les vibrations à haute fréquence transmises de l'opérateur piézo- électrique 2 au boîtier 25 de l'opérateur sont absorbées et on empêche ainsi que la surface de 'injecteur de carburant se transforme en une source de bruit. La Fig. 2 montre une autre forme de réalisation pour découplage vibratoire du boîtier 25 de l'opérateur par rapport au boîtier de tête 1 de l'injecteur qui le reçoit. Dans ce qui suit, on décrira uniquement les différences qui la distinguent de la forme réalisation représentée sur la Fig. 1. Dans la forme de réalisation représentée sur la Fig. 2, on se dispense une rondelle intercalaire supplémentaire faite d'une matière amortissant les vibrations. En remplacement, un support bague de serrage 270 est fabriqué en une matière qui amortit les vibrations. Ce support de bague de serrage est ici réalisé sous une forme qui entoure le boîtier 25 de l'opérateur et il est maintenu une gorge annulaire 120A formée dans la vis annulaire 120. Le support de bague de serrage 270 est ailleurs en contact, par la gorge de bague de serrage 271, avec la bague de serrage 26 qui entoure le boîtier 25 de l'opérateur et il retient ainsi fermement le boîtier de l'opérateur. Cette forme de réalisation a l'avantage de ne pas nécessiter de rondelle intercalaire supplémentaire pour le découplage vibratoire du boîtier 25 de l'opérateur par rapport au boîtier de tête 1 de l'injecteur. En complément des formes de réalisation représentées sur les figures 1 et 2, on dispose aussi de la possibilité d'un découplage vibratoire supplémentaire de la surface contact entre une culasse et 1 injecteur de carburant. En remplacement des rondelles de cuivre utilisées la façon habituelle comme élément de contact entre une culasse et l'injecteur de carburant, on utilise alors une rondelle faite d'une matière amortissant les vibrations analogue à celle prévue dans la zone de transition entre le boîtier de l'opérateur le boîtier de tête de l'injecteur. REVENDICATIONS 1. Unité opératrice comprenant un opérateur (2) un boîtier ) d'opérateur qui entoure ledit opérateur ledit boîtier (25) d'opérateur étant assemblé audit opérateur complémentarité de forme et/ou par action de force, caracterisée en ce qu'il est prévu, au droit d' surface de contact entre ledit boîtier (25) d'opérateur et un corps (1) d'injecteur qui reçoit ledit boît' d'opérateur un élément (13 ; 270 51) fait d'une matière possède des propriétés d'amortissement vibrations. 2. Unité opératrice selon la revendication caractérisée en ce que ledit boîtier (25) d'opérateur retenu sur ledit corps (1) d'injecteur par une vis creuse (12) et un support de bague de serrage (27), une rondelle intercalaire (13) disposée entre ladite vis creuse (12 et ledit support de bague de serrage (27) étant fabriquee dans la matière qui amortit les vibrations. 3. Unité opératrice selon la revendication caractérisée en ce que ledit boîtier (25) d'opérateur retenu sur le corps (1) d'injecteur par une vis creuse (12) et un support de bague de serrage (27), ledit support de bague de serrage (27) étant fabriqué dans matière qui amortit les vibrations. 4. Unité opératrice selon une des revendications 1 a 3, caractérisée en ce qu'une rondelle d'appui (5 interposée entre une surface frontale (251) dudit boîtier (25) d'opérateur et ledit corps (1) d'injecteur fabriquée dans la matière qui amortit les vibrations. 5. Unité opératrice selon une des revendications 1 a 4, caractérisée en ce que la matière possédant des propriétés d'amortissement de vibrations est le graphite ou le Téflon. 6. Unité opératrice selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit boîtier (25) d'opérateur présente une surface d'appui aussi petite que possible dans la région d'une surface de contact (251) avec ledit corps (1) d'injecteur. 7. Unité opératrice selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ledit opérateur (2) est un opérateur piézo-électrique.