Brevet FR2892773A1 — publié le 20070504

Domaine de l'invention La présente invention concerne un injecteur de carburant pour des installations d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne, comportant un actionneur susceptible d'être excité pour actionner un obturateur de soupape formant un siège d'étanchéité avec une surface de siège, ayant au moins un orifice d'éjection en aval de la surface de siège, et un organe de buse comprenant la surface de siège recevant un siège de soupape avec une surface de siège. Etat de la technique Dans le cas des injecteurs de carburant, connus, fonctionnant comme soupape électromagnétique, il est prévu un tube de soupape comme corps de base de la soupape ou de l'injecteur ; ce tube est formé de trois pièces distinctes. Un noyau et un support de siège de soupape sont reliés de manière hydrauliquement étanche par une pièce intermédiaire amagnétique si bien qu'il faut au moins deux points d'assemblage ou de liaison (DE 40 03 227 Cl). Le document DE 195 03 821 Al, décrit un injecteur de carburant dont le nombre de composants formant le tube de soupape ou d'injecteur est réduit, ce qui réduit également le nombre de points d'assemblage ou de liaison. L'ensemble du tube d'injecteur est réalisé en une matière magnétoconductrice ou susceptible d'être aimantée ce qui permet d'éviter totalement des pièves intermédiaires amagnétique. Au niveau de l'extension axiale d'un induit magnétique, le tube d'injecteur en une ou deux parties comporte un point d'étranglement magnétique à parois minces pour que les lignes de champ magnétique passent effectivement dans le circuit magnétique. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne un injecteur de carburant du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le corps de buse est insé- ré dans un prolongement en aval d'un ajutage de raccordement servant également de pôle intérieur d'un circuit magnétique, et relié solidaire-ment à ce prolongement. L'injecteur selon l'invention a l'avantage de pouvoir être réalisé d'une manière particulièrement simple et économique et de pou- voir se régler dans les mêmes conditions. L'injecteur a en outre l'avantage que les moyens de l'invention permettent de lui donner une forme particulièrement étroite de faible encombrement. Comme le corps de buse est introduit dans un prolongement aval d'un ajutage de raccordement, allongé, servant également de pôle intérieur d'un circuit magnétique en état relié solidairement à ce prolongement, on forme sur toute la longueur de l'injecteur un tube continu qui ne comprend que deux pièces. Les deux pièces peuvent être traitées très simplement. Par comparaison aux longueurs axiales du corps de buse et de l'ajutage de raccordement, la zone de chevauchement des deux pièces est très courte. Au niveau de l'épaulement du corps de buse, à proximité de la zone de chevauchement, on peut réaliser d'une manière très simple et économique, le réglage de la course de l'aiguille d'injecteur. Comme dans la zone de chevauchement du prolongement de l'ajutage de raccordement et du corps de buse, les deux pièces sont à parois minces, cela permet de réaliser très simplement la liaison soli- daire. Il est avantageux que la zone de chevauchement de l'ajutage de raccordement et du corps de buse soit soutenue de l'extérieur par une bague d'appui. Grâce à un pot magnétique relié solidairement au prolongement de l'ajutage de raccordement, pot qui est notamment mis en place par engagement de force, on augmente la solidité du tube d'injecteur au niveau du prolongement de l'ajutage de raccordement. Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation simplifié représenté dans le dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une en coupe schématique d'un exemple de réalisation d'un injecteur de carburant selon l'invention. Description du mode de réalisation Un exemple de réalisation d'un injecteur de carburant 1 selon l'invention représenté à la figure 1 se présente sous la forme d'un injecteur pour des installations ou systèmes d'injection de carburant de moteur à combustion interne à compression de mélange et allumage commandé. L'injecteur de carburant 1 convient notamment pour l'injection directe de carburant dans une chambre de combustion non représentée d'un moteur à combustion interne. L'injecteur de carburant 1 se compose d'un corps de buse 2 faisant partie du boîtier d'injecteur comme pièce de support de celui- ci et recevant une aiguille d'injecteur 3 mobile axialement. L'aiguille d'injecteur 3 coopère avec un obturateur de soupape 4 ; ce dernier coopère avec une surface de siège 6 réalisée sur un siège de soupape 5 pour former un siège d'étanchéité. Le siège de soupape 5 est fixé de manière étanche et solidaire par exemple par soudage à l'extrémité aval du corps de buse 2. Toutefois, la surface de siège 6 peut également être réalisée directement sur la pièce de fond du corps de buse 2. Selon l'exemple de réalisation, l'injecteur 1 est un injecteur s'ouvrant vers l'extérieur et qui comporte au moins un orifice d'éjection 7 réalisé dans le siège de soupape 5. Le corps de buse 2 est monté dans un prolonge- ment 9 d'un ajutage de raccordement 13, allongé faisant partie du corps d'injecteur et servant de pôle intérieur 33 d'un circuit magnétique en étant relié solidairement au prolongement 9. Cette liaison solide entre l'ajutage de raccordement 13 et le corps de buse 2 est assurée par un cordon de soudure 40. Dans la zone de chevauchement entre le prolon- gement 9 de l'ajutage de raccordement 13 et le corps de buse 2, ces deux composants ont une paroi relativement mince ; l'épaisseur des parois des deux composants se situe par exemple dans une plage comprise entre 0,5 mm et 0,9 mm. Une bague d'appui 41 prévue dans cette zone de chevauchement, pour assurer l'appui extérieur a en section une forme de L avec par exemple une épaisseur de paroi d'environ 0,3 mm. L'épaulement 42 du corps de buse 2 permet de réaliser d'une manière très simple et économique, le réglage de la course de l'aiguille d'injecteur 3 à proximité de la zone de chevauchement en utilisant un outil de réglage non représenté. La paroi mince du prolongement 9 et du corps de buse 2 facilite l'enfoncement des composants et le réglage de la course. L'entraînement est assuré par exemple par un circuit électromagnétique comprenant une bobine électromagnétique 10 en-roulée sur un support de bobine 12 et appliquée contre l'ajutage de rac- cordement 13 servant de pôle intérieur 33. La zone du pôle intérieur 33 de l'ajutage de raccordement 13 et le prolongement 9 de cet ajutage 13 sont séparés magnétiquement l'un de l'autre suffisamment pour qu'entre ces deux pièces, au niveau de l'extension axiale d'un induit magnétique 20, on réalise un point d'étranglement magnétique 11 de la paroi mince que les lignes de champ magnétique contournent. Vers l'extérieur, le circuit magnétique est fermé par un composant magnétique extérieur formant également le boîtier de l'injecteur ; ce composant magnétique est réalisé dans le présent exemple sous la forme d'un pot magnétique 14 périphérique. La bobine électromagnétique 10 est alimentée en courant par une ligne 19 et une broche de contact électrique 17. La broche 17 est entourée par une enveloppe en matière plastique 18 injectée par surmoulage sur l'ajutage de branchement 13 et arrivant jusque dans la zone comprise entre la bobine électromagnétique 10 et le pot magnétique 14. 15 L'extrémité du pot magnétique 14 tournée vers l'alimentation en carburant 16 de l'ajutage de raccordement 13 comporte un joint en labyrinthe 37 avec plusieurs nervures. Au niveau du joint en labyrinthe 37, l'enveloppe en matière plastique 18 est par exemple injectée de façon étroite. 20 L'aiguille d'injecteur 3 traverse l'induit magnétique 20 dans son ouverture intérieure et l'induit magnétique 20 est installé de manière mobile axialement sur l'aiguille d'injecteur 3. La course de l'induit magnétique 20 est limitée par une première bride supérieure 21 faisant corps avec l'aiguille d'injecteur 3 et une seconde bride inférieure 25 22 reliée par une liaison de force à l'aiguille d'injecteur 3 en étant par exemple reliée à l'aiguille d'injecteur 3 par un cordon de soudure. Un ressort de rappel 23 s'appuie contre la première bride 21 ; dans le pré-sent mode de réalisation de l'injecteur de carburant 1, ce ressort de rappel est mis en précontrainte par un manchon de réglage 24. 30 Le carburant est fourni par une alimentation centrale de carburant 16 de l'ajutage de raccordement 13 en étant filtré par un élément de filtre 25 placé dans celui-ci. L'injecteur de carburant 1 est relié de manière étanche par un joint 28 à une conduite de distribution de carburant non représentée ainsi que par un autre joint 36 par rap- 35 port à une culasse également non représentée. Lorsque l'injecteur 1 est en position de repos, la première bride 21 de l'aiguille d'injecteur 3 est sollicitée par le ressort de rappel 23 dans la direction opposée à sa course de façon que l'obturateur de soupape 4 soit tenu en appui étanche contre la surface de siège 6. Lors- qu'on excite la bobine électromagnétique 10, il s'établit un champ magnétique qui déplace l'induit magnétique 20 contre la force développée le ressort de rappel 23 dans le sens du déplacement si bien que la course totale est prédéfinie par l'intervalle de travail qui en position de repos est compris entre l'ajutage de raccordement 13 et l'induit magné-tique 20. L'induit magnétique 20 entraîne également la première bride 21 dans la direction de déplacement. L'obturateur de soupape 4 relié à l'aiguille d'injecteur 3 se soulève de la surface de siège 6 et le carburant est injecté à travers les orifices d'éjection 7. Lorsqu'on coupe le courant dans la bobine, l'induit ma- 15 gnétique 20 retombe de l'ajutage de raccordement 13 une fois que le champ magnétique est réduit, en étant soumis à la poussée exercée par le ressort de rappel 23 de sorte que l'aiguille d'injecteur 3 se déplace dans la direction opposée à la direction de levée. L'obturateur de sou-pape 4 s'appuie sur la surface de siège 6 et ferme de nouveau l'injecteur 20 1. On évite avantageusement et efficacement tout rebondissement de l'aiguille d'injecteur 3 au cours de l'opération de fermeture si l'induit magnétique 2 est freiné dans son mouvement dans la direction opposée à la direction de levée par rapport à la bride inférieure 22 par le coussin à fluide compris entre l'induit magnétique 20 et la bride 22 le liquide 25 étant refoulé radialement vers l'extérieur. Le côté aval de l'induit magnétique 20 comporte un support en forme de pot 29 pour recevoir un ressort 30 pour la course libre de l'induit. Le ressort 30 s'appuie d'un côté contre la seconde bride inférieure 22 et de l'autre contre le fond du support en forme de pot 29 de 30 sorte que l'induit magnétique 20 est tiré vers la seconde bride 22 et revient ainsi dans sa position de repos. Les composants du boîtier de l'injecteur en particulier de l'ajutage de raccordement 13, du pot magnétique 14 et du corps de buse 2 sont par exemple fabriqués par le procédé MIM. En plus de ces 35 composants du boîtier d'injecteur à carburant 1, on peut également prévoit de manière idéale d'autres composants fabriqués selon le procédé MIM par exemple l'aiguille d'injecteur 3 et l'obturateur de soupape 4. Le procédé appelé moulage par injection de métal (procédé MIM) comprend la fabrication de pièces moulées en poudre de métal avec un liant par exemple un liant en matière plastique que l'on mélange et que l'on homogénéise par exemple dans des machines d'injection de matière plastique classiques ; ensuite on enlève le liant et on fritte l'ossature de poudre métallique subsistant. La composition de la poudre métallique peut être définie de manière simple selon des caractéristiques magnéti- ques et thermiques optimales. Toutefois, on peut par exemple également envisager de réaliser le corps de buse 2 comme pièce tournée et le pot magnétique 14 comme pièce réalisée par pressage fluage. Pour une telle réalisation du corps de buse 2 et du pot magnétique 14, l'ajutage de raccordement 13 est par exemple réalisé comme pièce tournée. En plus du joint en labyrinthe 37 comportant plusieurs nervures prévues sur le pot magnétique 14, on peut également avoir un autre joint en labyrinthe 39 à la périphérie extérieure de l'ajutage de raccordement 13. Dans cette zone du joint en labyrinthe 39, l'enveloppe en matière plastique 18 recouvre de façon étanche l'ajutage de raccordement 13. Dans la zone de transition entre l'alimentation tubulaire de carburant 16 du pôle intérieur 33, l'ajutage de raccordement 13 comporte un élargissement de diamètre extérieur qui se développe par exemple suivant une forme conique. Ce segment conique 32 de l'ajutage de raccordement 13 est entouré par une partie de couvercle 34 que chevauche le support de bobine 12 et seulement une zone de la conduite 19 est coupée pour son passage. Le pôle intérieur 33 se poursuit par le point d'étranglement magnétique 11 à parois minces pour rejoindre le prolongement 9 situé plus en aval. Le prolongement 9 de l'ajutage de raccordement 13 a par exemple une collerette annulaire 35 de diamètre radialement tourné vers l'extérieur et qui est muni du support de bobine 12 avec la bobine magnétique 10. Le pot magnétique 14 vient également prendre sous le support de bobine 12 et entoure le prolongement 9 de l'ajutage de raccordement 13 auquel il est relié solidairement. Le pot magnétique 14 est par exemple installé sur l'ajutage de raccorde- 7 ment 13 qui sera installé en l'enfonçant de force de manière étanche et qui est déplacé jusqu'à la butée de la collerette annulaire 35. Le prolongement 9 de l'ajutage 13 peut servir à la suite du guidage de l'induit magnétique 20 et sert en outre à recevoir le corps de buse 2 auquel les ajutages 13 sont également reliés solidairement. io REVENDICATIONS 1 ) Injecteur de carburant (1) pour des installations d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne, comportant un actionneur (10) susceptible d'être excité pour actionner un obturateur de soupape (4) formant un siège d'étanchéité avec une surface de siège (6), ayant au moins un orifice d'éjection (7) en aval de la surface de siège (6), et un organe de buse (2) comprenant la surface de siège de soupape (6) ou recevant un siège de soupape (5) avec une surface de siège de soupape (6), caractérisé en ce que le corps de buse (2) est inséré dans un prolongement (9) en aval d'un ajutage de raccordement (13) servant également de pôle intérieur (33) d'un circuit magnétique, et relié solidairement à ce prolongement (9). 2 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison solidaire entre l'ajutage de raccordement (13) et le corps de buse (2) est réalisée par un cordon de soudure (40). 3 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la zone de chevauchement, le prolongement (9) de l'ajutage de raccordement (13) et le corps de buse (2) sont deux composants (2, 13) à parois minces. 4 ) Injecteur de carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'épaisseur des parois dans la zone de chevauchement de l'ajutage de raccordement (13) et du corps de buse (2) se situe chaque fois dans une zone comprise entre 0,5 mm et 0,9 mm. 5 ) Injecteur de carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que la zone de chevauchement de l'ajutage de raccordement (13) et du corps de buse (2) est renforcée de l'extérieur par une bague d'appui (41).6 ) Injecteur de carburant selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bague d'appui (41) a en section une forme de L. 7 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ajutage de raccordement (13) est allongé et sert d'alimentation en carburant (6) pour l'injecteur (1). 8 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pôle intérieur (33) et le prolongement (9) de l'ajutage de raccordement (13) sont pratiquement séparés sur le plan magnétique de façon qu'il subsiste entre eux une liaison à parois minces constituant un point d'étranglement magnétique (Il). 9 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé par un composant magnétique extérieur réalisé sous la forme d'un pot ma- gnétique (14) périphérique, fermé. 10 ) Injecteur de carburant selon la revendication 9, caractérisé en ce que le pot magnétique (14) est muni d'un joint en labyrinthe (37) formé avec plusieurs nervures qui assurent l'étanchéité du pot magnétique (14) par rapport à l'enveloppe de matière plastique (18) de l'injecteur (1). 11 ) Injecteur de carburant selon la revendication 9, caractérisé en ce que le pot magnétique (14) est relié solidairement au prolongement (9) de l'ajutage (13) en particulier par engagement de force.35