Brevet FR2843175A1 — publié le 20040206

La présente invention concerne un injecteur pour carburant gazeux utilisable notamment dans les moteurs thermiques mono ou bicarburation fonctionnant avec des gaz de pétrole liquéfiés (GPL) ou autre. Dans cette application, l'injecteur sert à introduire le carburant gazeux avec un débit déterminé dans une chambre de combustion du moteur thermique. Un tel injecteur comprend généralement un corps pourvu d'un conduit d'amenée de carburant et d'un conduit d'évacuation du carburant hors de l'injecteur. Le conduit d'amenée et le conduit d'évacuation ont chacun une première extrémité débouchant à l'extérieur du corps pour être reliée respectivement au réservoir de carburant et à la chambre de combustion du moteur et une deuxième extré15 mité débouchant dans une chambre du corps dans laquelle sont montés un clapet et des moyens d'actionnement de ce clapet entre une position de fermeture dans laquelle le clapet est appliqué contre la deuxième extrémité du conduit d'évacuation et une position d'ouverture dans laquelle le clapet est écarté de la deuxième extrémité du conduit d'évacuation pour délimiter une section de passage. Cette section de passage est de forme cylindrique et a une surface égale au produit, d'une part, de la circonférence de la deuxième extrémité du conduit d'évacuation et, d'autre part, de la distance séparant la deuxième extrémité du conduit d'évacuation et le clapet en position d'ouverture. Cette distance correspond à la course du clapet. La section de passage ainsi définie détermine le débit de carburant évacué vers la chambre de combustion et doit donc être précise car elle influe sur les performances du moteur thermique. Or, la course du clapet dépend des dimensions du clapet et de certains constituants des moyens d'actionnement ainsi que des jeux existant entre ces dif35 férents éléments. La précision de la course dépend donc de la qualité de l'usinage et du montage de ces éléments, ce qui rend la fabrication de l'injecteur délicate. En outre, les effets de la température, des chocs, des vibrations, ou plus généralement de l'usure provoquent des modifications (temporaires en ce qui concernent la température) des dimensions et des jeux définissant la course de sorte que la section de passage et donc également le débit d'évacuation ne sont pas constants dans le temps. Il serait donc intéressant de disposer d'un in10 jecteur délivrant le carburant sans variation imprévue du débit. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un injecteur de carburant gazeux, comprenant un corps pourvu d'un conduit d'amenée de carburant et d'un conduit d'évacuation du carburant, le conduit d'amenée et le conduit d'évacuation débouchant dans une chambre du corps dans laquelle sont montés un clapet et des moyens d'actionnement du clapet entre une position de fermeture et une position d'ouverture dans laquelle le clapet déli20 mite une section de passage du carburant, le conduit d'évacuation comprenant un tronçon calibré ayant une section inférieure à la section de passage définie par le clapet en position d'ouverture. Ainsi, la section du tronçon calibré conditionne le débit d'évacuation indépendamment de la course du clapet. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limita30 tif de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un injecteur conforme à l'invention, le clapet étant dans sa position de fermeture, - la figure 2 est une vue schématique partielle, agrandie et en coupe, de cet injecteur, le clapet étant dans sa position d'ouverture. L'injecteur ici décrit est par exemple destiné à équiper un moteur thermique de véhicule automobile. En référence aux figures, l'injecteur conforme à l'invention comprend un corps généralement désigné en 1, qui est ici réalisé en deux parties, à savoir un demicorps supérieur 2 et un demi-corps inférieur 3 fixés l'un à l'autre. Le demi-corps supérieur 2 et le demi-corps inférieur 3 délimitent entre eux une chambre généralement désignée en 4 dans laquelle débouchent un conduit d'amenée de carburant 5 et un conduit d'évacuation du carburant portant la référence générale 6. Le conduit d'amenée du carburant 5 est ménagé dans le demi-corps inférieur 3 et possède une extrémité débouchant à l'extérieur du corps 1 pour être reliée au réservoir de carburant du véhicule automobile et une ex20 trémité opposée débouchant dans la chambre 4. Le conduit d'évacuation du carburant 6 est ménagé dans un embout 7 monté sur le demi-corps inférieur 3 de telle manière que le conduit d'évacuation du carburant 6 possède une extrémité débouchant à l'extérieur du corps 1 pour être raccordée à la chambre de combustion du moteur et une extrémité opposée qui débouche par une ouverture 8 dans la chambre 4. Le conduit d'évacuation 6 comporte un tronçon tronconique 9 qui s'étend depuis l'ouverture 8 jusqu'à un tronçon calibré 10 en se rétrécissant vers ce dernier et un tronçon terminal il relié au tronçon calibré 10. Le tronçon tronconique 9 possède un angle au sommet inférieur à 550 qui est ici de préférence sensiblement égal à 400. Cette valeur permet de limiter les per35 turbations de débit dans ce tronçon. Le tronçon calibré 10 présente une section qui est déterminée pour correspondre au débit d'évacuation que doit fournir l'injecteur. Le tronçon terminal 11 a une section au moins égale à celle du tronçon calibré 10. Le conduit d'évacuation 6 est en outre agencé pour obtenir une vitesse d'écoulement sonique du carburant dans le tronçon calibré 10. De cette manière, on a un débit d'évacuation qui est sensiblement constant malgré des variations de la pression en aval du tronçon ca10 libré 10. La chambre 4 est divisée en un compartiment supérieur 12 et un compartiment inférieur 13 (en considérant l'orientation de l'injecteur sur les figures) par une membrane 14 qui s'étend transversalement à l'axe du con15 duit d'évacuation 6 au niveau de l'ouverture 8. La membrane 14 comporte un bord périphérique 15 prisonnier entre le demi-corps supérieur 2 et le demi-corps inférieur 3, une partie centrale 16 s'étendant en regard de l'ouverture 8 pour former un clapet, et une portion in20 termédiaire 17 reliant le bord périphérique 15 à la partie centrale 16. La portion intermédiaire 17 est élastiquement déformable de telle manière que la partie centrale 16 de la membrane 14 est mobile entre une position de fermeture (voir figure 1) dans laquelle la partie cen25 trale 16 est plaquée contre le bord de l'ouverture 8 et une position d'ouverture (voir figure 2) dans laquelle la partie centrale est écartée du bord de l'ouverture 8 et délimite avec celui-ci une section de passage cylindrique pour le carburant. La section de passage cylindrique a une surface égale au produit de la circonférence de l'ouverture 8 et de la distance séparant le bord de l'ouverture 8 et la partie centrale 16 de la membrane 14. La circonférence de l'ouverture 8 et la distance séparant le bord de l'ouverture 8 et la partie centrale 16 de la membrane 14 sont déterminés pour que la section de pas- sage cylindrique soit supérieure à la section du tronçon calibré 10 de telle manière que le débit d'évacuation du carburant soit fixé par la section du tronçon calibré 10 et non par la section de passage cylindrique. L'injecteur comprend des moyens d'actionnement de la partie centrale 16 de la membrane 14 entre la position d'ouverture et la position de fermeture. Ces moyens d'actionnement sont logés dans le compartiment supérieur 12 de la chambre 4 et comprennent un noyau 18 entouré d'une bobine 19 associée à des moyens de connexion 20 à une source d'alimentation électrique non représentée. On notera que pour améliorer le retour de la partie centrale 16 de la membrane 14 dans sa position de fermeture, une partie du carburant provenant du conduit d'amenée 5 est amenée dans le compartiment supérieur 12 pour y établir une contre-pression. A titre indicatif, pour une ouverture 8 ayant un diamètre de 8 mm et une membrane dont la partie centrale 16 a une course de 0,3 mm, le tronçon calibré 10 a un diamètre de l'ordre de 2 mm. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, l'injecteur peut avoir une structure différente que celle décrite et, par exemple, le demi-corps inférieur 3 et l'embout 7 peuvent être réalisés en une seule pièce. Les moyens d'actionnement peuvent également être différents et incorporer par exemple des moyens mécaniques de rappel du clapet en position de fermeture tels qu'un ressort. Par ailleurs, les valeurs numériques n'ont été mentionnées qu'à titre d'exemple. REVENDI CATIONS 1. Injecteur de carburant gazeux, comprenant un corps (1) pourvu d'un conduit d'amenée de carburant (5) et d'un conduit d'évacuation du carburant (6), le conduit d'amenée (5) et le conduit d'évacuation (6) débouchant dans une chambre (4) du corps (1) dans laquelle sont montés un clapet (16) et des moyens d'actionnement (18, 19) du clapet (16) entre une position de fermeture et une position d'ouverture dans laquelle le clapet (16) délimite une section de passage du carburant, caractérisé en ce que le conduit d'évacuation (6) comprend un tronçon calibré (10) ayant une section inférieure à la section de passage définie par le clapet (16) en position d'ouverture. 2. Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit d'évacuation (6) comporte un tronçon tronconique (9) qui s'étend depuis la chambre (4) jusqu'au tronçon calibré (10) en se rétrécis20 sant vers ce dernier. 3. Injecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tronçon tronconique (9) a un angle au sommet inférieur à 550 environ. 4. Injecteur selon la revendication 1, carac25 térisé en ce que le conduit d'évacuation (6) est agencé pour obtenir une vitesse d'écoulement sonique du carburant dans le tronçon calibré (10).