Brevet FR2873604A1 — publié le 20060203

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de traitement préalable d'un siège d'aiguille d'injecteur réalisé dans le corps de buse d'une installation d'injection de carburant, ce siège coopérant avec une pointe d'aiguille d'injecteur pour commander l'injection de carburant dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne. L'invention concerne également un injecteur réalisé selon un tel procédé. Etat de la technique Les corps de buse habituels peuvent être soumis à un traitement thermique pour augmenter la résistance de la matière. Mais on a constaté que les doses injectées par les installations d'injection de carburant n'étaient pas constantes malgré les conditions aux limites constantes en particulier au cours des premières heures de fonctionnement. Ces dif- férences sont appelées dérives d'ensemble. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de traitement préalable d'un siège d'aiguille d'injecteur réalisé dans le corps de buse d'une installation d'injection de carburant et qui coopère avec la pointe de l'aiguille d'injecteur pour commander l'injection du carburant dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion in-terne, permettant de diminuer la dérive d'ensemble de l'injection de carburant en particulier au cours des premières heures de fonctionne-ment. Exposé et avantages de l'invention A cet effet la présente invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le siège de l'aiguille d'injecteur est sollicité à l'aide d'un outil ayant essentiellement la forme de la pointe de l'aiguille d'injecteur pour éliminer la déformation plastique. Dans le cadre de la présente invention, on a constaté que l'une des causes de la dérive d'ensemble, gênante était entre autres une certaine usure par abrasion occasionnée par la pénétration de la pointe de l'aiguille d'injecteur dans le corps de buse pendant le fonctionnement du moteur. De plus, après un temps de fonctionnement très court de quel- ques heures, on rencontre une déformation plastique occasionnée par le fluage de la matière à une température du moteur d'environ 300 C. Ce phénomène non réversible se produit pendant les dix premières heures de fonctionnement du moteur puis se stabilise. Le traitement préalable selon l'invention élimine ou précède cette déformation plastique du siège de la buse. Cela permet de réduire de manière significative la dérive d'ensemble de l'installation d'injection de carburant au cours des premières heures de fonctionnement. L'élimination de la déformation plastique évite le fluage de la matière pendant le fonctionnement du moteur ou anticipe ce fluage. Selon un exemple de réalisation préférentiel du procédé, la force avec laquelle on sollicite le siège de l'aiguille d'injecteur est de 1 ordre de 100 à 1000 Newton. Cette force peut être appliquée par exemple par un poinçon entraîné par un moyen hydraulique ou mécanique et ayant la forme de la pointe de l'aiguille d'injecteur. Selon une autre caractéristique préférentielle du procédé, la force avec laquelle on sollicite le siège de l'aiguille de la buse est d'environ 1000 Newton. On a ainsi obtenu les meilleurs résultats dans le cadre de la présente invention. Toutefois, on ne peut exclure que des efforts significa- tivement plus importants donnent des résultats de qualité analogue. Selon une autre caractéristique préférentielle du procédé, le siège de l'aiguille de buse est en même temps soumis à une température élevée. Grâce à cette action simultanée sur le siège de l'aiguille de buse avec une température définie et une charge définie, on peut pratiquement éliminer totalement la future déformation plastique. Le corps de buse ainsi traité ne présente aucune autre déformation plastique du profil du siège après un fonctionnement prolongé du moteur. Selon une autre caractéristique avantageuse du procédé, la température est comprise entre environ 200 C et 500 C, et notamment de l'ordre de 300 C. De telles températures ont donné les meilleurs résultats dans le cadre de la présente invention. Suivant une autre caractéristique avantageuse du procédé, le traitement préalable dure moins de trois heures et en particulier moins de 60 minutes. De façon générale on constate qu'aux températures élevées, on peut réduire la durée du traitement préalable. Dans le cas d'une installation d'injection de carburant notamment d'un injecteur de carburant comportant un corps de buse avec un siège pour l'aiguille d'injecteur coopérant avec la pointe de l'aiguille d'injecteur pour commander l'injection du carburant dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne, le problème énoncé ci-dessus est résolu par un siège d'aiguille de buse traité préalablement selon le procédé tel que décrit ci-dessus. Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un injecteur obtenu par le procédé de l'invention, représenté dans l'unique figure annexée. Dans le dessin l'unique figure est une coupe longitudinale d'un injecteur de carburant en position fermée. Description du mode de réalisation L'injecteur de carburant dont seules les parties essentielles pour l'invention sont représentées à la figure encore appelées buses d'injection de carburant pour des moteurs à combustion interne comporte un corps d'injecteur 1 qui pénètre par son extrémité 2 dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne. Ce corps d'injecteur est également appelé corps de buse ou corps de soupape; ce corps d'injecteur comporte du côté tourné vers la chambre de combustion, un perçage 3 en forme de perçage borgne fermé du côté tourné vers la chambre de combustion. Un organe de soupape 5 en forme de piston est coulissant axialement dans ce corps. L'organe de soupape 5 ou aiguille d'injecteur comporte à son extrémité située du côté de la chambre de combustion, une surface d'étanchéité de soupape 7, conique par laquelle l'aiguille coopère avec la surface de siège de soupape 9, conique réalisée dans l'extrémité fermée du perçage 3 pour un contact étanche. Un orifice d'éjection 11 est issu de la surface formant siège de soupape 9. Cet orifice débouche dans la chambre de combustion non représentée en détail du moteur à combustion interne que l'on alimente, de préférence un moteur Diesel à injection directe. L'organe de soupape comporte en outre un épaulement de pression 13 formé par une diminution de section en direction de la surface d'étanchéité 7; cet épaulement de pression subdivise l'aiguille d'injecteur 5 en une partie supérieure 15 de grand diamètre guidée en coulissement dans le perçage 3 et d'une partie de tige 17, libre de diamètre réduit, cette partie 17 s'étendant avec une section cylindrique constante jusqu'au niveau de la surface d'étanchéité d'injecteur 7. Il est en outre prévu une chambre de pression 19 dans le corps d'injecteur 1. Cette chambre est formée par l'extension de section du perçage 3; à son extrémité inférieure tournée vers le siège de soupape, cette chambre est reliée au siège de soupape 9 par un intervalle annulaire 21 formé entre la tige libre 17 de l'aiguille et la paroi du perçage 3. Au ni-veau de l'extrémité supérieure à l'opposé du siège de soupape 9, la cham- bre de pression 19 arrive à la pièce de guidage 15 du segment de guidage 23 du perçage 3 qui reçoit en coulissement l'aiguille d'injecteur 5. L'alimentation du carburant à haute pression à partir d'une source de haute pression externe de préférence une pompe d'injection dans la chambre de pression 19 se fait ainsi par l'intermédiaire d'un canal de pression 25 traversant axialement le corps d'injecteur 1: ce canal 25 est incliné par rapport à l'axe du perçage 3 et débouche radialement à l'extérieur du perçage 3 dans l'extrémité de la chambre de pression 19 à l'opposé du siège de soupape. Entre le perçage 3 et le canal de pression 25 on forme ainsi une paroi 27 dans le corps 1 de l'injecteur; dans la zone de chevauchement entre le perçage 3 et l'embouchure du canal de pression 25 dans la chambre de combustion 19, cette paroi forme un pendentif 29 qui possède la plus faible épaisseur de paroi de la paroi 27. L'injecteur de carburant selon l'invention appliqué à des moteurs à combustion interne fonctionne comme décrit ci-après. En position de repos, l'aiguille d'injecteur 5 est tenue par un ressort d'obturation non représenté en appui contre la surface de siège de soupape 9 par sa surface d'étanchéité 7 pour fermer l'orifice d'éjection 11 débouchant dans la chambre de combustion. Au début de l'injection à haute pression, du carburant à haute pression passe par le canal de pression 25 pour arriver dans la chambre de pression 19 et par l'intervalle annulaire 21 il continue jusqu'au niveau du siège de soupape 9. La force hydraulique appliquée contre l'épaulement de pression 13 de l'aiguille d'injecteur 5 dépasse rapidement la force de fermeture du ressort, en agissant dans le sens de l'ouverture de sorte que l'aiguille 5 se soulève de son siège 9 et permet au carburant d'être injecté dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne en passant par la section d'ouverture commandée entre la surface 7 de l'aiguille et le siège de soupape 9 par l'orifice d'éjection 11. L'injection est terminée par la fin de l'envoi de carburant à haute pres- Sion si bien que la pression agissant sur l'aiguille d'injecteur 5 dans le sens de l'ouverture donne une force qui passe en dessous de la force de rappel du ressort de fermeture. Le ressort pousse alors l'aiguille 5 en appui de nouveau contre son siège 9. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le siège 9 de l'aiguille d'injecteur est soumis simultanément à une température définie à une charge définie. Le corps de buse 1 et son siège 9 de l'aiguille d'injecteur ont été exposés au cours d'un essai pendant trois heures à une force de 1000 Newton et à une température de 300 C. Ensuite, on a mesu- ré une déformation du siège 9 de l'aiguille d'injecteur correspondant à 2, 5-3 m. Lors du fonctionnement ultérieur du corps d'injecteur 1 dans le moteur, aucune autre déformation plastique du siège 9 de l'aiguille d'injecteur n'a été constatée. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de traitement préalable d'un siège d'aiguille d'injecteur (9) réalisé dans le corps de buse (1) d'une installation d'injection de carburant, ce siège coopérant avec une pointe (7) d'aiguille d'injecteur pour comman- der l'injection de carburant dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que le siège (9) de l'aiguille d'injecteur est sollicité à l'aide d'un outil ayant essentiellement la forme de la pointe (7) de l'aiguille d'injecteur pour éliminer la déformation plastique. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la force avec laquelle on sollicite le siège (9) de l'aiguille d'injecteur est de l'ordre de 100 à 1000 Newton. 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la force avec laquelle on sollicite le siège de l'aiguille d'injecteur (9) est d'environ 1000 Newton. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le siège (9) de l'aiguille d'injecteur est en même temps exposé à une tempé- rature élevée. 5 ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la température est de l'ordre de 200 à 500 C. 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la température est d'environ 300 C. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement préalable a une durée inférieure à trois heures. 8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement préalable a une durée inférieure à 60 minutes. 9 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le siège (9) de l'aiguille d'injecteur est exposé à un traitement thermique avant d'être sollicité par une force pour augmenter la résistance de la matière. 10 ) Installation d'injection de carburant notamment injecteur de carburant comportant un corps de buse (1) muni d'un siège (9) pour l'aiguille d'injecteur coopérant avec une pointe (7) d'aiguille d'injecteur pour commander l'injection du carburant dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, caractérisée en ce que le siège (9) de l'aiguille d'injecteur a été traité préalablement selon un pro-cédé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 9.