Brevet FR2860047A1 — publié le 20050325

Domaine de l'invention L'invention concerne une soupape de régulation de pression pour un système d'injection de carburant pour régler la pression dans un accumulateur de carburant (rampe commune) d'un moteur à combustion interne, comprenant un organe de soupape en forme de piston guidé en coulissement axial dans un perçage et agissant sur un obturateur qui peut être pressé contre un siège de soupape, l'organe de soupape formant l'induit d'un électroaimant qui peut être alimenté en courant. On utilise dans de nombreuses applications des électroaimants à induit mobile fonctionnant comme des actionneurs. Etat de la technique On connaît de multiples réalisations de soupapes de régulation de pression. Une soupape de régulation de pression permet de réguler à la pression dans un accumulateur de carburant auquel elle est reliée au niveau de l'arrivée. La soupape de régulation de pression comporte un organe de soupape en forme de piston guidé en coulissement axial dans un perçage. Cet organe peut être déplacé contre une force notamment engendrée par le courant passant dans un électroaimant et appliquée à l'organe de soupape. La force agit dans le sens de la fermeture de sorte que l'organe de soupape est poussé contre un obturateur de la soupape de régulation de pression et contre un siège de soupape. L'organe de soupape forme l'induit d'un électroaimant alimenté électriquement pour commander la force. Par l'alimentation électrique on pousse l'obturateur par l'organe de soupape avec une certaine force contre le siège de soupape. L'obturateur est soulevé du siège de soupape par la pression régnant dans l'accumulateur de carburant si la force engendrée par la pression dépasse la force de fermeture exercée sur l'obturateur par l'intermédiaire de l'organe de soupape. Dans ce cas le carburant sort de l'accumulateur de carburant par l'arrivée en passant par la soupape de régulation de pression, ouverte, pour passer dans une chambre de décharge. En réglant une pression plus élevée dans l'accumulateur de carburant on augmente le courant dans l'électroaimant, ce qui augmente la force de fermeture et ainsi l'obturateur ne se soulèvera du siège de sou- pape que sous l'effet d'une pression plus élevée régnant dans l'accumulateur de carburant, et ce n'est qu'à ce moment que le carburant peut s'échapper de l'accumulateur de carburant dans la chambre de dé- charge. En l'absence d'alimentation de l'électroaimant, l'organe de soupape n'est poussé contre le siège de soupape que par son propre poids. De plus, on peut prévoir un ressort mécanique qui presse l'organe de sou-pape avec sa force de ressort contre l'obturateur et le siège de soupape. Cette force est indépendante de l'alimentation électrique de l'électroaimant. Inconvénients de l'état de la technique En cas d'incident de fonctionnement de l'alimentation électrique dans l'électroaimant, par exemple si un connecteur est desserré et que la force électromagnétique de fermeture est défaillante, alors du carburant peut sortir à faible pression pour passer dans la chambre de dé-charge rendant ainsi impossible l'injection. Le fonctionnement du véhicule n'est plus possible dans de telles conditions. Si l'on crée une poussée supplémentaire à l'aide d'un res- sort mécanique, cela permet un fonctionnement de secours mais la force de ressort agissant sur l'organe de soupape ne peut être réglée. But de l'invention La présente invention a pour but de développer la soupape de régulation de pression connue selon l'état de la technique pour que cette soupape génère une pression suffisamment élevée au niveau de la sortie de la soupape en cas de défaillance de l'alimentation électrique et permette ainsi un fonctionnement de secours non régulé et d'autre part puisse être régulée en cas d'alimentation dans toute la plage de pression. Exposé de l'invention La présente invention concerne une soupape de régulation de pression du type défini ci-dessus, caractérisée par un aimant permanent engendrant une force magnétique agissant sur l'organe de soupape lorsque l'électroaimant n'est pas alimenté. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'induit de 30 l'électroaimant est un aimant permanent si bien qu'à l'état non alimenté, une force magnétique agit sur l'organe de soupape. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'électroaimant qui entoure l'induit est relié à un aimant permanent agissant également sur l'induit si bien qu'à l'état non alimenté, une force ma- gnétique agit sur l'organe de soupape. Suivant une autre caractéristique, la force magnétique de l'aimant permanent est conçue pour générer la pression de fermeture correspondante à la pression maximale souhaitée dans l'accumulateur de carburant pour que l'alimentation de l'électroaimant ne soit nécessaire que pour réguler des pressions faibles. Le développement de la soupape de régulation de pression permet une opération d'injection sans régulation de courant dans la sou- pape de régulation de pression et ainsi on aura un fonctionnement de se- cours et une régulation de la pression dans toute la plage de pression. La pression régnant dans l'accumulateur de carburant fait agir une force sur l'organe de soupape de la soupape de régulation de pression. Lorsque la force engendrée par la pression hydraulique est supérieur à la force agissant sur l'organe de soupape dans le sens de la fermeture, cet organe se soulève du siège de soupape et ouvre la soupape de régulation de pression. Même sans alimenter l'électroaimant, on aura une force magnétique qui pousse l'organe de soupape contre l'obturateur et le siège de soupape. Cette force est engendrée soit par l'induit qui est lui-même l'aimant permanent soit par un champ magnétique généré par un aimant permanent. L'aimantation de l'aimant permanent peut être conçue pour que la force magnétique et ainsi la force de fermeture soit suffisante pour créer dans l'accumulateur de carburant une pression suffisamment grande permettant une opération d'injection. La régulation de la pression d'injection se fait indépendamment par l'alimentation de l'électroaimant. L'électroaimant est réglé pour qu'en cas d'augmentation de courant suivant la polarisation, on aura une force magnétique agissant dans la direction de la force hydraulique, c'est-àdire que la force de fermeture de la soupape sera ainsi réduite; on aura dans l'autre cas une force magnétique agissant dans le sens de fermeture. La pression de fermeture de la soupape peut ainsi se régler dans tout le spectre de pression. Si l'intervalle de pression à régler est prédéfini, par comparaison avec une soupape de régulation de pression habituelle, il suffit que la force magnétique engendrée par le courant de commande ne couvre qu'une plus petite plage de pression. Ainsi, les courants de commande nécessaires sont plus faibles, ce qui diminue également le dégagement de chaleur dans le système. Cela est particulièrement important dans les zones dans lesquelles on a une pression élevée appliquée à la soupape. Dans ce cas le carburant qui s'expanse passe également sous pression élevée à travers la soupape et assure un apport de chaleur important. Dans un cas limite, on peut choisir l'aimantation de l'aimant pemianent pour que les pressions de fermeture maximales soient générées sans alimentation électrique supplémentaire de façon à ne rendre nécessaire une alimentation électrique que pour la régulation des pressions plus faibles pour lesquelles la chaleur dégagée à travers le carburant sera également plus faible. Pour des pressions de carburant élevées et un apport de chaleur élevé, correspondant, il n'est pas nécessaire d'amplifier la pression de fet nueture en alimentant l'électroaimant si bien qu'il n'y aura pas à ce moment d'apport calorifique par le courant traversant la bobine de l'électroaimant. Cette alimentation n'est prévue que si l'on veut diminuer la pression engendrée par l'aimant permanent. Mais à ce moment le carburant passe avec une pression plus faible et transmet ainsi moins de chaleur. L'apport calorifique par l'alimentation de l'électroaimant peut ainsi s'adapter de manière avantageuse à l'apport calorifique par le carburant ce qui diminue globalement les contraintes thermiques appliquées à la soupape. Comme les électroaimants en cas d'aimant permanent n'ont à réguler que des différences de pression, l'électroaimant est de conception plus réduite que pour les soupapes de régulation de pression habituelles. Cela signifie que l'on peut utiliser par exemple une bobine ayant un nombre plus faible de spires, ce qui le cas échéant se traduit par une diminution de l'encombrement global. Dans un cas limite, l'aimant permanent génère la moitié de la pression de fermeture maximale nécessaire. Il suffit alors d'appliquer par l'électroaimant seulement la moitié de la force de fe2 nieture par comparaison avec une soupape de régulation de pression habituelle. En inversant le sens du courant on diminue la pression engendrée par l'aimant permanent et c'est ainsi que la pression peut être régulée sur tout l'intervalle de pression entre la pression de fermeture la plus faible jusqu'à la pression de fermeture maximale. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus 35 détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans l'unique figure annexée. Ainsi: la figure 1 est une coupe schématique d'une soupape de régulation de pression selon l'invention Description d'un mode de réalisation La figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'une 5 soupape de régulation de pression 1 installée sur un accumulateur de carburant 2. La soupape de régulation de pression 1 comporte un corps de soupape représenté en détail recevant un électroaimant 3 avec un en-roulement de bobine 4. La bobine est intégrée dans la matière à alimenta- tion douce par exemple hors de la tôle de transfo' mateur. Dans l'extension axiale se trouve l'induit 5 de l'électroaimant 3. Cet induit est en même temps susceptible d'être pressé comme organe de soupape 6 contre l'obturateur 7 et le siège de soupape 8. L'induit 5 est réalisé sous la forme d'un aimant permanent de sorte que même en l'absence de courant électrique dans la bobine 4, la ligne de flux magnétique 9 passe par l'électroaimant 3 et assure l'application d'une force sur l'organe de soupape 6 en direction de l'obturateur 7 et du siège de soupape 8. Lorsqu'on alimente électriquement l'électroaimant 3, on produit une force magnétique soit dans la direction de la force hydraulique 10 soit si l'on inverse le sens du courant dans la bobine 4, une force dans la direction opposée. En augmentant le courant de régulation, suivant le sens de passage du courant, on presse l'organe de soupape 6 plus ou moins fortement contre l'obturateur 7 et contre le siège de soupape 8. REVENDICATIONS 1 ) Soupape de régulation de pression pour un système d'injection de carburant pour régler la pression dans un accumulateur (rampe commune) de carburant d'un moteur à combustion interne, comprenant un organe de soupape en forme de piston guidé en coulissement axial dans un perçage et agissant sur un obturateur qui peut être pressé contre un siège de soupape, l'organe de soupape formant l'induit d'un électroaimant qui peut être alimenté en courant, caractérisée par un aimant permanent engendrant une force magnétique agissant sur l'organe de soupape (6) lorsque l'électroaimant n'est pas alimenté. 2 ) Soupape de régulation de pression selon la revendication 1, 15 caractérisée en ce que l'aimant permanent est l'induit (5) de l'électroaimant (3) si bien qu'à l'état non alimenté, une force magnétique agit sur l'organe de soupape (6). 3 ) Soupape de régulation de pression selon la revendication 1, 20 caractérisée en ce que l'aimant permanent est relié à l'électroaimant (3) qui entoure l'induit (5) pour agir également sur l'induit (5) si bien qu'à l'état non alimenté, une force magnétique agit sur l'organe de soupape (6). 4 ) Soupape de régulation de pression selon la revendication 1, caractérisée en ce que la force magnétique de l'aimant permanent est conçue pour générer la pression de fermeture correspondante à la pression maximale souhaitée dans l'accumulateur de carburant (2), de sorte que l'alimentation de l'électroaimant (3) n'est nécessaire que pour réguler des pressions faibles.