Brevet FR2845426A1 — publié le 20040409

Domaine de l'invention La présente invention concerne une soupape asservie commandée par une soupape électromagnétique pour commander un liquide à haute pression, notamment un injecteur d'un système d'injection de car5 burant d'un moteur à combustion interne, comprenant - un corps avec une arrivée de liquide à haute pression, ce corps ayant une cavité axiale recevant un corps de soupape formant une chambre de commande et un siège de soupape électromagnétique, - la chambre de commande étant reliée par une chambre annulaire du 10 corps et un organe d'étranglement d'alimentation à l'arrivée de liquide à haute pression, et par un organe d'étranglement de sortie au siège de soupape électromagnétique, et le corps de la soupape électromagnétique ou la chambre annulaire qui l'entoure étant des deux côtés, c'està-dire sur les deux faces frontales de la chambre annulaire par rapport 15 au corps étanché par des joints haute pression. Etat de la technique Les soupapes asservies du type défini ci-dessus sont notamment des injecteurs de rampes communes pour des systèmes d'injection de carburant de moteurs à combustion interne. Le corps de 20 l'injecteur communique avec un accumulateur central à haute pression (encore appelé rampe commune) par une communication hydraulique. Une cavité axiale plusieurs fois étagée, qui traverse le corps de l'injecteur, reçoit une aiguille d'injecteur mobile axialement. Cette aiguille est commandée en fonction de la pression régnant dans la chambre de commande 25 du corps de la soupape électromagnétique suivant la dose de carburant à injecter sortant de la buse d'injection. Pour l'état de la technique de telles soupapes asservies à commande par électrovanne on se reportera par exemple au document DE 196 50 865 Ai. Dans une réalisation actuelle d'un tel injecteur de rampe 30 commune, l'interface entre le corps de la soupape électromagnétique et le corps de l'injecteur est rendue étanche par rapport à la chambre de la soupape électromagnétique par un joint d'étanchéité à haute pression, métallique, dur. A l'autre extrémité (extrémité inférieure), de la chambre annulaire entre le corps de l'injecteur et le corps de l'électrovanne, on a 35 prévu, au contraire, un joint haute pression mou qui assure l'étanchéité de l'interface corps de la soupape électromagnétique/corps de l'injecteur vers le retour basse pression. Ce joint d'étanchéité à haute pression, mou, qui est un joint d'étanchéité élastique, est protégé contre l'extrusion à tra- vers l'intervalle d'étanchéité par un anneau d'appui en fer doux. Pour cet état de la technique, on se reportera au document DE 100 20 870 Ai. Du fait de la haute pression régnant dans la chambre annulaire entourant le corps de la soupape électromagnétique on arrive à 5 des déformations gênantes du corps. Ainsi, le corps de l'électrovanne se déforme d'abord radialement puis axialement et ensuite il coulisse dans la direction de la chambre de commande de la soupape électromagnétique. Il en résulte une réduction appropriée de la course de l'induit de la soupape électromagnétique. Cela se répercute de manière gênante sur la quantité 10 de carburant à injecter, particulièrement dans le cas de faibles doses d'injection (quantités de préinjection). La déformation non voulue et le décalage du corps de la soupape sont d'autant plus forts que la pression du liquide régnant dans la chambre annulaire est élevée et que la surface sollicitée par la pression 15 est importante. Pour un joint métallique dur qui assure l'étanchéité de la chambre annulaire vers la chambre de commande de la soupape électromagnétique, suivant l'augmentation de la pression du liquide, on peut avoir une déformation par en dessous de la surface d'étanchéité, ce qui augmente la surface exposée à la pression. 20 But de l'invention La présente invention a pour but d'éviter une augmentation de la surface exposée à la pressions sous l'effet de la migration de la surface d'étanchéité et de limiter de cette manière la déformation à haute pression et le déplacement du corps de soupape dans des limites accepta25 bles. Exposé de l'invention A cet effet, l'invention concerne une soupape asservie commandée par une soupape électromagnétique du type défini cidessus, caractérisée en ce qu'un point de fuite de construction, intentionnel, est 30 prévu dans la zone supérieure tournée vers le siège de soupape électromagnétique, du joint d'étanchéité à haute pression, qui assure l'étanchéité de l'interface du corps de soupape électromagnétique et du corps. Un mode de réalisation de l'invention qui se caractérise par la simplicité de sa réalisation prévoit comme point de fuite précis ou prévu 35 dans la surface d'étanchéité du corps de boîtier, par exemple du corps d'injecteur, et/ou du corps de la soupape électromagnétique, l'usinage d'une ou plusieurs rainures radiales. En variante, il est également possible d'obtenir l'effet de fuite souhaité par une réduction précise de la qualité de la surface d'étanchéité du corps et/ou du corps de la soupape électromagnétique. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le 5 joint à haute pression (supérieur) tourné vers le siège de la soupape électromagnétique et qui assure l'étanchéité de l'interface du corps de la soupape électromagnétique par rapport au corps est un joint d'étanchéité à haute pression), mou, comportant une bague de support en un métal relativement mou, pour protéger le joint d'étanchéité à haute pression, mou, 10 contre l'extrusion à travers l'intervalle d'étanchéité. De préférence la bague de support est en fer doux. L'invention permet d'éviter l'augmentation de la surface exposée à la pression et de réduire ainsi la course de l'induit/soupape électromagnétique lorsque la pression du liquide augmente. On réduit ainsi 15 l'influence de la pression du liquide sur la quantité de carburant injectée. Dans la réalisation selon l'invention, la fonction d'étanchéité du joint " dur " est supprimée en ce que par construction on prévoit un point de fuite précis. Cela permet de manière simple d'éviter le contournement de la surface d'étanchéité décrit ci-dessus par le liquide à haute 20 pression et de limiter ainsi la déformation par haute pression et le déplacement du corps de la soupape électromagnétique à des valeurs acceptables. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus 25 détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'un injecteur de rampe commune à commande par soupapes électromagnétiques, - la figure 2 montre le détail " A " de la figure 1 à échelle agrandie par rapport à la figure 1. Description des exemples de réalisation Un corps de boîtier 10 (notamment un corps d'injecteur) comporte un ajutage de sortie 11 formé sur le corps et un boîtier de con35 necteur 12 avec un branchement électrique 13 pour un électroaimant portant globalement la référence 14. Un branchement de haute pression, également relié au corps 10 de l'injecteur, porte la référence 15. Ce branchement haute pression est relié à un accumulateur de carburant à haute pression non représenté (cet accumulateur est habituellement appelé rampe commune). Le corps 10 comporte une cavité axiale 16 plusieurs fois étagée recevant un piston de commande de soupape 17 et une aiguille 18 actionnée par celui-ci. Cette aiguille est mobile axialement. Une chambre de commande de soupape électromagnétique 19 comporte une soupape électromagnétique 20 avec une bille d'obturation 21. La bille d'obturation 21 coopère avec un siège conique 22 de la soupape électromagnétique 20. Comme cela apparaît notamment à la figure 2, le siège de soupape 22 fait partie d'un corps de soupape élec10 tromagnétique portant globalement la référence 23; ce corps est prévu dans le segment supérieur (élargi) de la cavité axiale 16. L'aiguille 18 de la soupape est maintenue dans sa position de fermeture par un ressort de rappel en forme de ressort de compression 24 (figure 1). Dans cette position, l'aiguille ferme la buse d'injection 25 15 réalisée dans l'extrémité inférieure du corps 10. Selon la figure 1, le corps 10 est traversé par un canal de pression 26 relié hydrauliquement au branchement à haute pression 15 et servant à l'alimentation en carburant de la buse d'injection ou injecteur 25. La figure 2 montre clairement qu'au-dessus du piston de commande 20 de soupape 17 dans le corps de soupape électromagnétique 23 on a une chambre de commande 27. Cette chambre est reliée par une chambre annulaire 28 entourant le corps de soupape électromagnétique 23 par l'intermédiaire d'une alimentation à haute pression 29 et un organe d'étranglement d'alimentation 30 au branchement haute pression 15 et 25 par un organe d'étranglement de sortie 31 à la chambre de commande 19 de la soupape électromagnétique (figure 1); il est également relié hydrauliquement à un retour de carburant 32. Le carburant passe du branchement à haute pression 15 par le canal de pression 26 jusqu'à la buse d'injection 25 et par l'organe d'étranglement d'alimentation 30 dans la 30 chambre de commande 27. La liaison hydraulique de la chambre de commande 27 et du retour de carburant 32 peut se faire par l'intermédiaire de l'organe d'étranglement de sortie 31, par l'ouverture de la soupape électromagnétique 20; la bille 21 se soulève alors du siège de soupape 22. Les liaisons hydrauliques décrites ci-dessus font régner 35 dans la chambre annulaire 28 et dans la chambre de commande 27 la haute pression appliquée au branchement de haute pression 15. Il faut dans ces conditions une étanchéité efficace du corps de soupape 23 par rapport au corps 10. Cette étanchéité est obtenue par un joint d'étanchéité à haute pression 33, supérieur (joint élastique) et par un joint d'étanchéité à haute pression 34, inférieur. Chacun des joints d'étanchéité haute pression 33, 34 comporte une bague de support 35, 36, par exemple en fer doux. La pression élevée de liquide régnant dans la chambre annulaire 28 produit une déformation raciale et axiale du corps de soupape 23; ainsi, le siège de soupape 22 se déplace axialement suivant la direction de la flèche 37, c'est-à-dire en direction de la soupape électromagnétique 20. Une particularité importante est le point de fuite organisé au io niveau de la surface d'étanchéité 38 (supérieure) du corps 10 et/ou de la surface d'étanchéité correspondante 39 du corps de soupape 23 au niveau de la bague de support 35. Ce point de fuite peut être réalisé en usinant des rainures radiales ou simplement par une détérioration intentionnelle de la qualité de la ou des surfaces d'étanchéité 38 et/ou 39. Grâce à ce ou 15 ces points de fuite, on réduit un contournement (non voulu) du joint haute pression 33, 35, par le liquide à haute pression. Le coulissement axial évoqué ci-dessus du corps de soupape 23 (dans la direction de la flèche 37) peut ainsi rester dans une plage acceptable. REVEND I CATI ONS ) Soupape asservie commandée par une soupape électromagnétique pour commander un liquide à haute pression, notamment un injecteur d'un système d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne, comprenant - un corps (10) avec une arrivée de liquide à haute pression (29), ce corps ayant une cavité axiale (16) recevant un corps de soupape (23) formant une chambre de commande (27) et un siège de soupape électromagnétique (22), la chambre de commande (27) étant reliée par une chambre annulaire (28) du corps (10) et un organe d'étranglement d'alimentation (30) à l'arrivée de liquide à haute pression (29), et par un organe d'étranglement de sortie (31) au siège de soupape électromagnétique (22), et le corps de la soupape électromagnétique (23) ou la chambre annulaire (28) qui l'entoure étant des deux côtés, c'est-à- dire sur les deux faces frontales de la chambre annulaire (28) par rapport au corps (10) étanché par des joints haute pression (33, 35; 34, 36), caractérisée en ce qu' un point de fuite de construction, intentionnel, est prévu dans la zone supérieure tournée vers le siège de soupape électromagnétique (22), du joint d'étanchéité à haute pression (33, 35), qui assure l'étanchéité de l'interface du corps de soupape électromagnétique (23) et du corps (10). 2 ) Soupape asservie à commande par soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le point de fuite est réalisé par une ou plusieurs rainures radiales usinées dans la surface d'étanchéité (38) du corps (10). 30 ) Soupape asservie à commande par soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le point de fuite est réalisé par une ou plusieurs rainures radiales usinées 35 dans la surface d'étanchéité (39) du corps de soupape électromagnétique (23). ) Soupape asservie à commande par soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le point de fuite est réalisé par une ou plusieurs rainures radiales usinées 5 dans la surface d'étanchéité (38) du corps de boîtier (10) et dans la surface d'étanchéité (39) du corps de soupape électromagnétique (23). ) Soupape asservie à commande par soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée par une réduction précise de la qualité de la surface d'étanchéité (38) du corps (10). ) Soupape asservie à commande par soupape électromagnétique selon la 15 revendication 1, caractérisée par une réduction précise de la qualité de la surface d'étanchéité (39) du corps de soupape électromagnétique (23). 70) Soupape asservie à commande par soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée par une réduction précise de la qualité de la surface d'étanchéité (38) du corps (10) et du corps de la soupape électromagnétique (23). 25 8 ) Soupape asservie à commande par soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le joint à haute pression (33, 35) (supérieur) tourné vers le siège de la 30 soupape électromagnétique (22) et qui assure l'étanchéité de l'interface du corps de la soupape électromagnétique (23) par rapport au corps (10) est un joint d'étanchéité à haute pression (33), mou, comportant une bague de support (35) en un métal relativement mou, pour protéger le joint d'étanchéité à haute pression (33), mou, contre l'extrusion à travers 35 l'intervalle d'étanchéité. ) Soupape asservie à commande par soupape électromagnétique selon la revendication 8, caractérisée en ce que la bague de support (35, 36) est en fer doux.