Brevet FR2917137A1 — publié le 20081212

B07-0564 FR û EGA/DD Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Adaptateur pour test d'injecteur Invention de : SABATIER Michel HEINRY Pierre Adaptateur pour test d'injecteur L'invention concerne le domaine des dispositifs et des procédés de test d'un injecteur de carburant pour véhicule automobile. L'invention concerne en particulier le domaine des adaptateurs de l'injecteur utilisés au cours du test. Le brevet US 6 679 222 (BOSCH) décrit une méthode de dosage du carburant d'un injecteur comprenant une soupape d'obturation et un actionneur provoquant une levée de la soupape. Le débit de carburant éjecté par l'injecteur est mesuré en fonction du signal de commande de l'actionneur. Une courbe faisant le lien entre le débit éjecté par l'injecteur et le signal de commande de la levée de la soupape peut être utilisée lors de l'utilisation de l'injecteur. De multiples différences de comportement de l'injecteur par rapport à la courbe mesurée sont cependant constatées lors de la mise en oeuvre de cette méthode. Ainsi par exemple, des variations de la levée de la soupape pour un même signal de commande peuvent être dues à la dégradation de l'actionneur de soupape. Des variations de la quantité éjectée pour une même hauteur de levée de soupape peuvent être dues par exemple à un encrassement de la buse d'injection. La soupape de l'injecteur est également appelée aiguille de l'injecteur . L'appréciation de la valeur réelle de la levée de l'aiguille d'injecteur est une opération complexe. L'aiguille évolue en effet avec une fréquence élevée fonction de la vitesse de rotation du moteur. De plus, l'aiguille évolue dans un carburant sous très haute pression de plusieurs centaines de bars. Une des difficultés de la mesure de la valeur réelle de la levée d'aiguille est d'obtenir un contact entre l'aiguille et une butée dont la position serait connue, alors qu'avant le contact du carburant est présent à une pression de l'ordre de 600 bars entre l'aiguille et la butée. Une autre difficulté rencontrée lors de la mesure de la valeur réelle de la levée de l'aiguille est de positionner la butée de manière stable alors que cette butée peut être soumise à des efforts alternatifs intenses et fréquents. De plus, il est difficile de disposer d'une butée sur une plage de position répartie sur une course de l'aiguille de l'injecteur à tester. I1 est courant que la course à tester ne soit que de quelques dizièmes de millimètres, de sorte que la précision du positionnement de chacune des butées de test est de quelques micromètres. I1 est nécessaire de disposer d'un ensemble d'adaptateurs avec chacun une tête recevant l'injecteur à tester et possédant une butée de positionnement de l'aiguille. I1 en résulte une complexité de conception d'un tel ensemble d'adaptateurs qui entraîne un coût non négligeable et des délais d'approvisionnement. L'invention propose un adaptateur pour test d'injecteur qui permet de mesurer directement le débit de l'injecteur en fonction de la levée de l'aiguille de l'injecteur. L'adaptateur de l'invention remédie aux problèmes précédents, il est notamment simple de conception, permet des butées de positionnement de l'aiguille précises et stables, tout en facilitant le contact entre l'aiguille d'injecteur et lesdites butées de positionnement de l'aiguille. Selon un mode de réalisation, l'adaptateur pour test d'injecteur de carburant présente une forme allongée le long d'un axe et comprend une tête destinée à recevoir l'injecteur à tester. Un évidement annulaire est ménagé entre une partie centrale et une partie périphérique de la tête. La tête comprend un pion incluant la partie centrale, et un corps incluant une partie périphérique. Le pion est interchangeable et séparable du corps. Dans un tel adaptateur, le corps peut être utilisé comme butée de référence d'un corps d'injecteur et le pion de l'adaptateur comme butée de positionnement de l'aiguille pour une levée d'aiguille à tester. L'évidement annulaire entourant le pion central permet d'évacuer le carburant d'injection à proximité immédiate de la butée de l'aiguille de sorte que la pression de carburant à l'endroit de cette butée est réduite. Cela facilite le contact entre l'aiguille de l'injecteur et la butée de positionnement de l'adaptateur. De plus, le pion central étant séparable du corps, l'usinage du corps est simplifié par l'absence de ce pion central. Enfin, le pion central étant interchangeable, le même corps d'adaptateur peut être utilisé avec différents pions centraux, chacun définissant une butée positionnement d'aiguille différente. Cela réduit le coût de la série d'adaptateurs nécessaires pour tester les débits correspondant à diverses levées d'aiguille. Selon une variante, le corps présente un logement central recevant le pion en appui sur un fond arrière du logement central. L'évidement annulaire de la tête est ménagé entre une partie avant du logement central et la partie en regard du pion. Le pion étant en appui sur un fond arrière d'un logement central, le pion peut être introduit dans le corps par l'avant de la tête. Cela permet d'utiliser une partie arrière du corps d'adaptateur pour d'autres fonctions telles que l'alimentation de l'injecteur en carburant sous pression. De plus, une telle disposition d'appui à l'arrière du pion garantit une stabilité dimensionnelle de la butée de positionnement de l'aiguille malgré les chocs axiaux intenses et fréquents sur une face avant du pion. Avantageusement, le corps présente au moins un capillaire débouchant dans le fond d'appui du logement central du corps. Grâce au(x) capillaire(s) débouchant dans le fond d'appui, un fluide comprimé peut être introduit dans le fond du logement. Cela permet d'extraire le pion central sans devoir saisir la partie avant du pion. Cela présente de nombreux avantages. Le fait d'extraire le pion sans toucher la partie avant servant de butée de positionnement évite de déformer cette partie précise. De plus, il n'est pas nécessaire que le pion central fasse suffisamment saillie du corps pour être saisi par un outil. De même, il n'est pas nécessaire que l'évidement annulaire permette l'introduction d'une pince. Ce mode d'extraction du pion central permet d'avoir un évidement annulaire étroit et arrivant à proximité immédiate de l'endroit où l'aiguille entre en contact avec le pion central. Cela améliore d'autant plus l'action de l'évidement annulaire d'évacuation de carburant sur la pression dans la zone de contact, et ceci sans perturber la pression dans le reste de l'injecteur. Avantageusement, le corps présente deux capillaires, parallèles à l'axe de l'adaptateur et débouchant d'un côté dans un canal radial situé en arrière du logement central du corps, et de l'autre côté dans le fond d'appui dudit logement. Le canal radial permet que le moyen d'extraction du pion présente un encombrement axial réduit. Selon une autre variante, le pion présente au moins une portée de guidage cylindrique ajustée à une partie arrière du logement du corps. Avantageusement, le pion présente deux portées cylindriques de guidage séparées axialement par une gorge. Avantageusement, l'adaptateur comprend une vis de serrage radiale coopérant avec un flanc de la gorge de manière à plaquer le pion contre le fond d'appui du logement central. Ainsi, les efforts de serrage ne risquent pas de mater la surface d'appui à l'arrière du pion. Cela permet un moyen de plaquage simple permettant de changer facilement le pion de l'adaptateur. Selon une autre variante, le corps comprend un canal d'alimentation longeant le logement central et débouchant sur une face avant du corps. Avantageusement, l'adaptateur comprend un canal d'évacuation débouchant dans l'évidement annulaire. Avantageusement, le rapport de l'épaisseur radiale de l'évidement annulaire divisée par la profondeur axiale dudit évidement est compris entre 0,03 et 0,2 ; de préférence entre 0,05 et 0,1 ; et en particulier entre 0,06 et 0,08. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrée par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une coupe longitudinale selon le plan I- I de la figure 2 d'un mode de réalisation de l'adaptateur de l'invention ainsi que d'un injecteur en test ; - la figure 2 est une coupe transversale selon le plan II-II de la figure 1, montrant une vue avant de l'adaptateur ; - la figure 3 est une coupe longitudinale de l'adaptateur selon le plan de coupe brisé III-III de la figure 2 montrant un moyen de plaquage du pion central ; et - la figure 4 est une coupe longitudinale de l'adaptateur selon le plan de coupe IV-IV de la figure 2 montrant un moyen d'extraction du pion central. Comme illustré sur les figures 1 et 2, l'adaptateur 1 comprend un corps 2 et un pion central 3. Un injecteur 4 comprend un corps d'injecteur 5, un actionneur 6 apte à déplacer selon l'axe 7 de 15 l'injecteur une aiguille 8 de manière à ouvrir ou fermer un orifice d'injecteur 9. Un écrou de test 10 permet de plaquer le corps d'injecteur 5 sur une face avant 11 du corps d'adaptateur 2. Le corps d'adaptateur 2 comprend un logement central 12 de forme cylindrique dans l'axe 7 de l'injecteur et ouvert à une extrémité 20 sur la face avant 11 de l'adaptateur et présentant un fond d'appui 13 à l'extrémité opposée du logement central 12. Le pion central 3 présente deux portées cylindriques de guidage 14 et 15, ajustées en diamètre au logement central 12. Lorsque le pion central 3 est introduit à l'intérieur du logement central 12, la portée de guidage 14 est 25 introduite la première jusqu'à ce qu'une extrémité arrière 16 du pion central 3 entre en contact avec le fond d'appui 13. La portée de guidage 14 est une portée arrière, la portée de guidage 15 est une portée avant. Le pion central 3 présente également une partie avant 17, de 30 diamètre plus réduit que les portées de guidage 14 et 15. La partie avant 17 du pion 3 est en regard d'une partie avant 18 du logement central 12. Les deux parties avant 17 et 18 délimitent un évidement annulaire 19. 10 Le corps 2 d'adaptateur présente un canal d'évacuation 20 s'étendant radialement depuis le logement central 12 jusqu'à l'extérieur du corps 2 et est disposé axialement à l'extrémité arrière de l'évidement annulaire 19. L'écrou de test 10 est vissé sur le corps d'adaptateur 2 grâce à un filetage 21 qui présente une rainure axiale 22 permettant de faire communiquer le canal d'évacuation 20 avec un orifice de sortie 23. Le corps 2 d'adaptateur 1 comprend également un perçage central arrière 24 relié à une pompe d'injection non représentée. Un canal d'alimentation 25 relie la face avant 1 1 de l'adaptateur 1 avec le perçage arrière 24. On va maintenant décrire le fonctionnement d'un dispositif de test utilisant l'adaptateur 1. Le canal d'alimentation 25 alimente en carburant, essence ou gasoil, une partie intérieure 26 de l'injecteur 4. Lorsque l'actionneur 6 soulève l'aiguille 8, c'est-à-dire la déplace vers la gauche de la figure 1, celle-ci est amenée en butée sur une face avant 27 du pion central 3. Une partie du carburant est alors éjectée par l'orifice d'injection 9. Cependant la majeure partie du carburant est évacuée par le canal d'évacuation 20 et l'orifice de sortie 23. Ainsi, le fluide à injecter est en circulation permanente à travers l'injecteur 4, que l'aiguille 8 soit levée ou pas. Cela permet de réduire la baisse de pression du fluide d'injection dès que l'aiguille 8 se lève. Ainsi, l'adaptateur 1 permet de reproduire l'essentiel des conditions de fonctionnement de l'injecteur 4 dans un moteur thermique non représenté. On va avec la figure 3 décrire plus précisément le moyen de plaquage du pion central 3 à l'intérieur du logement central 12. Les portées de guidage arrière 14 et avant 15 du pion central 3 sont séparées par une gorge 28 présentant un flanc arrière 29 de raccordement avec la portée arrière de guidage 14. Le corps 2 d'adaptateur présente un alésage fileté 30 s'étendant radialement depuis le logement central 12 et situé axialement en regard de la gorge 28. L'axe du filetage radial 30 est légèrement décalé vers l'arrière par rapport à la moitié de la gorge 28 de manière qu'une vis 31, coopérant avec le filetage 30 et présentant une extrémité conique adaptée angulairement au fond arrière 29, soit en appui sur le flanc arrière 29 et non pas sur le flanc avant de la gorge 28. Ainsi lorsque la vis 31 est vissée, le pion central 3 est plaqué contre le fond d'appui 13 du logement central 12. On va, à l'aide de la figure 4, décrire un moyen d'extraction du pion central 3. Le moyen comprend deux capillaires 32 s'étendant parallèlement à l'axe 7 du logement central 12 et débouchant chacun d'un côté dans le fond d'appui 13, et de l'autre sur une génératrice d'un canal radial 33. Le canal 33 et les deux capillaires 32 ont des axes coplanaires avec l'axe 7 du logement 12. Le canal 33 débouche dans une partie filetée 34 coaxiale et de plus grand diamètre permettant le raccordement avec un tuyau d'air comprimé non représenté. Le plan du canal 33 et des capillaires 32 est différent du plan de la vis 31 de sorte que la partie filetée 34 peut être d'un diamètre élevé sans risquer d'interférer avec le filetage radial 30. D'autres moyens d'éjection du pion central 3 sont également possibles, par exemple une lame plane peut être introduite selon un axe perpendiculaire à l'axe 7 du logement central 12. Cette lame peut avoir un bord incliné coopérant avec une gorge également inclinée du pion central 3. Dans cette variante, le pion central 3 doit être orienté angulairement pour que ladite gorge soit dans le même plan que la lame d'extraction. On va maintenant décrire un procédé d'assemblage de l'adaptateur. Dans une première étape, on préassemble le pion central 3 à l'intérieur du logement central 12. Puis on introduit la vis 31 de manière que l'extrémité arrière 16 du pion 3 soit en contact précis avec le fond d'appui 13 du logement central 12. Dans une deuxième étape, on utilise l'adaptateur en assemblant le corps d'injecteur 5 sur la face avant 11 grâce à l'écrou de test 10. On fait ensuite circuler le carburant par le canal d'alimentation 25, par l'évidement annulaire 19, le canal d'évacuation 20 et l'orifice de sortie 23. L'actionneur 6 amène l'aiguille 8 en butée contre la partie avant 17 du pion 3. On mesure le débit injecté. Durant cette opération, du carburant peut traverser les capillaires 32 et le canal radial 33 tout en étant récupéré par l'orifice de sortie 23. Pour mesurer le débit injecté à une autre levée d'aiguille, on démonte l'écrou de test 10 et l'injecteur 4. On introduit de l'air comprimé dans la partie filetée 34 pour extraire le pion central 3. Durant cette opération d'extraction, il n'y a pas de risque que de l'air comprimé soit mélangé avec du carburant. On remplace le pion central 3 par un autre pion d'une longueur séparant les extrémités du pion 16 et 17 légèrement différente, de manière à tester le nouveau débit correspondant à une autre levée de l'aiguille 8. Ainsi, un adaptateur équipé de cinq pions différents permet de caractériser un injecteur 4 pour cinq levées d'aiguille différentes. REVENDICATIONS 1- Adaptateur (1) pour test d'injecteur (4) de carburant présentant une forme allongée le long d'un axe (7) et comprenant une tête destinée à recevoir l'injecteur à tester (4), caractérisé par le fait qu'un évidement annulaire (19) est ménagé entre une partie centrale et une partie périphérique de la tête, la tête comprenant un pion (3) incluant la partie centrale, et un corps (2) incluant une partie périphérique, le pion (3) étant interchangeable et séparable du corps (2). 2- Adaptateur selon la revendication 1, dans lequel, le corps (2) présente un logement central (12) recevant le pion (3) en appui sur un fond arrière (13) du logement central (12), l'évidement annulaire (19) de la tête étant ménagé entre une partie avant (18) du logement central (12) et la partie en regard (17) du pion (3). 3- Adaptateur selon la revendication 2, dans lequel le corps (2) présente au moins un capillaire (32) débouchant dans le fond d'appui (13) du logement central (12) du corps (2). 4- Adaptateur selon la revendication 3, dans lequel le corps (2) présente deux capillaires (32), parallèles à l'axe (7) de l'adaptateur (1) et débouchant d'un côté dans un canal radial (33) situé en arrière du logement central (12) du corps (2), et de l'autre côté dans le fond d'appui (13) dudit logement (12). 5- Adaptateur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le pion (3) présente au moins une portée de guidage (14, 15) cylindrique ajustée à une partie arrière du logement (12) du corps (2). 6- Adaptateur selon la revendication 5, dans lequel le pion (3) présente deux portées cylindriques de guidage (14, 15) séparées axialement par une gorge (28). 7- Adaptateur selon la revendication 6, comprenant une vis de serrage (31) radiale coopérant avec un flanc (29) de la gorge (28) de manière à plaquer le pion (3) contre le fond d'appui (13) du logement central (12). 8- Adaptateur selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, dans lequel le corps (2) comprend un canal d'alimentation (25) longeant le logement central (12) et débouchant sur une face avant (11) du corps (2). 9- Adaptateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un canal d'évacuation (20) débouchant dans l'évidement annulaire (19). 10-Adaptateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport de l'épaisseur radiale de l'évidement annulaire (19) divisée par la profondeur axiale dudit évidement (19) est compris entre 0,03 et 0,2 ; de préférence entre 0,05 et 0,1 ; et en particulier entre 0,06 et 0,08.