Brevet FR2965018A1 — publié le 20120323

INZECTEV F.VITf (» NA :.SES RE'DUITES L,:.inVentiah Concerne un injecteur de carburant à. haute pression de type à 5 chambre de commande », équipant par exemple un moteur à combustion nterne de véhicule c,utanabbi le, n injecteur comprend typiquement un corps d'injecteur .alésé, :des Ieeel coulisse une aiguille (einjecteur dont une extréMité. est logée dans 'une chambre d'Injection reliée' à une ParialisetiOn 'alimentation de carburant haute. pression: IO L'aiguillecoopère avec un Siège de soupape rama dans le corps d"injecteur, de manière à ibérer :ou à fermer l'éjection d.0. carburant une chambre de combustion vie au n1:oins un orifice d'injection perce.à.travers l'extrémité du corps d'injecteur débouchant dans la chambre de combustion. Des le cas dLin injecteur à chambre de commande,, la chambre d'injection 15 est séparée etne chambre de pression commandées. située à l'outre extrémité dé. 'e d'injecteur, ...:. qui est géhé"alein-e r liée d'E ne on à cane t arralrsatio d'aliinentations, de carburant à haute ressi art, et d"autre port 4 one canalisation de décharge contenant une vanne de art, et d'(ou anne de décherge) débouchant dans une zone de, basse pression, :par exemple vers un tuyau. de retout' 2L0 a un réservoir d. carburant.:. Quand l'injecteur est ferme, vanne de décharge est en ositlarr fermée si bien que les pressions de car b avant régnant :Ç.ins CheMbre enjeoti.on et dans la chambre de commande sont .:aiguille d'injecteur est maintenue pleguéesur e siège de soupape grâce . .à l'effort exercé par Un ressort taré, 25 Lors de là phase. douVerture de l'injecteur,. l`aic rai l le de l'injecteur se Saule: de son. siège, provoquant la libération-du carburant. Eee:.ee soumise à une. extréteéà l'action du carburent sous haute pression dans la chambre clin jection, tandis se cuire extrémité la chambre à pression commandée est mise en décharge brutalement, grâce à l'ouverture de la vanne de :coffitnande, Cette vann 30 peut être actionnée grâce à un actuateur solénoïde ou piézoéiectrîque. En générai;: es injecteurs présentent des fuites de carburant, ce qui diminue considérablement leur rendement et nécessite l'Utilisation pompé. a carburant surdimerisipnnée, cest-à,dire débitant davantage .quê je débit effectivement injeete Q:ri distingue deux. types de fuites. En général,. tous, les injecteurs présentent, que so.it leur état. ouvert fermé, des fuites statiques, c'est--à, dire,des pertes de qui sont auX jeuxentre les différents composants de l'injecteur: Ces fuites statiques se produisent en raison de la haute preSsion. .d'alimentation du .carburant. Les injecteurs à, chanrere de. commande 1.0 présentent en outre des fuites dynamiques, géii se produisent uniquement lors de leur phase Couverture Lors de cette phaSe. la vanne de commende disse échapper le .oaburant contenu dans la chambre de pression commandée de l'injecteur, rat il se 'produit Un écoulement direct de carburant très important entre la canalisation dolimentation 15 de carburant à saute pression et la canalisation de décharge, règne une pression beaucoup 04 .basse 5e ce type d'injecteur,.. on observe couramment des fuites totales (statiques et dynamiques) équivalentes au débit utile c'esE--a7di're ou débit effectivement injecté par les orifices-d'injection.; si bien qu'une. pompe 'à carburant débitant deux fois plus que le débit utile doit être utilisée. .20 On connaît plusieurs dispositifs visant à les fuites dynamiques d'un injecteur à chambrede commande. Par exemple,. a. publication FP Z 811. propose de fermer les sorties de fuite à: l'ouverture la conduite d'alimentation keltite pression avec. des surfaces d'étanchéité eh sortie gui recouvrent dee arêtes de commande du cor°ps Cinjeeteur;. ToutefoiS, cette solution se treduitf Laar 25 rErae phase chevaucher cent entre la .phase de fermeture de l'alimentation et phase d'ouverture de fuite, Si bien que les fuites de carburant à haute pression par les perçages d'évacuation en sortie ne peuvent pas être diminués de façon La présente invention but de remédier aux inconvénients des -3- injecteurs et ombre de. commande onnus; en obturant partiellemen la section earriVié alimantdnt la chambre de commande lare de le phase d'ouverture dé l'injecteur,. de réduire -rés significativement le débit dé déc:.horgelars de cette phase. Selon une caractéristique de i'inVentiôn, l'injecteur comporte ohantbré commande dons Icaarelle le carburent a haute pression. pénètre part un passage principal doliinentation et per moine un passage c#'aiEmentat en secondaire de section fable, et un dispositif mobile .40 passage prinoipol lors de la phase eouverture do Id vanne de décharge. 1.0 D'outres caractéristiques et avantages de préSalitie invention apparaîtront clairement la lecture de dostriptlan suivante de différents modes de limitatifs dé celle ci en se reportant aux dessin s annexés suri lesquels,. - la figure représente une coupe axiale de l'injecteur selon aarr 15 premier mode de réalisation de l'invention, en position fermée, dans lequel l' l .... Mobile n'est pas sdiideé de l'aiguille e la figure 2 représente e .détail da linjecteur selura la figuré ,: en position fermée., Id ?A représente le dé l'ihjeataur selon la 20. .en position ou ente, figure 3 représente une variante présentet Une vanne de Décharge équilibrée en pression, en fermée, - la figure 3A. représenté la variante de l'injecteur selon lia figuré 3 en position couverte' 25 - la figure 4 représente une deuxième variante #e l'in e teeEr selon l'invention, présentant un obturateur équilibré en pression, erg position -fermée,. Io figure 4A.. représenté la variante de ecteur selon lax figure 4. en position ouverte, représente une troisième variante de lin lecteur selon dore laquelle l'obturateur est: constitué par une extrémité de l'aiguille d'in jecteur, en position fermée, et ci figure 5A représente la variante de Selon figure en position ouverte. La. .figure 1 déerit e injecteur de carburent comportant dans un corps d'injecteur 1,une. aiguille d'injecteur 2 qui se présente sous la fore d'On corps de révolution étagé. La partie supérieure de est un cylindre qui coulisse des un alésage 4 du orps d'injecteur La partie inférieure de l'ai uilfe 5 est un tif ceindre :prolongé d'un celle: qui coopère avec un siège conique :6 du corps enjeeteur 1 pote ouvrir OU fermer le passage entre la chambre d'injection 7, dans. laquelle le partie inférieure *l'aiguille b est logée,. et une pluralité d'orifices d'injection 8 Ménagée à l'extrémité inférieure. du corps d'injecteur 1. La :figure 1 représente à l'état fermé dans cette position, le. 15 cône de la partie de l'aiguille 5 repose sur le Siège conique .6 grâce â. l'effort nppliqt.ié par Le ressort d':n jectete 9 logé dans 1 corps einjeetéur 1. Une extrémité du. ressort 9 repose sur un. épaulement 1Q de. raigOille situé. entre aa partie supérieure 3: et sa partie inférieure 5, et son. autre extrémité sur une face plane 11 du corps Le contact étanche entre ce ne de la partie inférieure de et Iesiège:eoniee 6ferme le passage entre le chambre d'injection 7 et les orifices d'i:njection. 8.. chambre einjection 7 est alimentée en .carburant à haute pression par la canalisation d'alimentation d haute pression 12 qui est elle ra2rtae reliée .a une source carburant 'à haute pression (non-représentée), par exemple la rampe 2f commune d'un moteur A combustion interne. Une chambre de: commande 13 est.. itl.'énagée: 4 l'intérieur' corps d'injecteur 1.. Elle. est fermée, à. sa partie inférieure, per la partie supérieure 3 cylindrique i de l'aiguille 2, La chambre de commande contient une coupelle 14, qùi est une pièce de révolution ayant' une section en ferme de dent la fonction est expliquée par la figure 2A, ,r la figure 1, qui montre l'injecteur en position fermée, la fnce, inférieure de ln coupelle 14 est maintenue plaquée sur un épeulement 15 de l'alésage 4 grace à l'effort appliqué per le ressort de coupelle 16. La chambre de commande 13 est alimentée en carburant à boute pression per deux passages distincts, D'une part, reçoit du carburant d'un passage principal 17, ou canal principul, dont la eu fion relativement importante est calibrée pour permettre une vitesse suffisante de remplissage de la chambre de commande 13, Le point d'arrivée du canal 17 dans la chambre de commande 13 IO débouche face à l'extrémité plane d'un rebord 14e de la coupelle 14, dans le sens de déplacement axial de l'aiguille d'injecteur 2. Il peut être bouché per cette extrémité plane du rebord 14e de le coupelle 14 quand l'injecteur est en position ouverte, comme montre le figure 2A. D'autre part, elle reçoit aussi du carburent d'un pessege secondaire 18, ou cantal secondaire, de section nettement plus petite -15 que celle du passage principal 1:7 Les deux passages 17,18 sont reliée à la même source de carburant à haute pression que la canalisation à haute pression 12. Un canal d'évacuation 19 traversant le corps de l'injecteur à la partie supérieure de là chambre de commende 13 permet k décharge de la chambre de commande 13 vers une chambre de décharge 20 logée dans le corps d'injecteur 1, 20 qui est elle-même, reliée à un tuyau de carburant à basse pression 21. Le carburent contenu dans lo partie de le chambre de commande 13 située au dessus de la coupelle 14 passe directement le canal d'évacuation 19, tendis que le carburant contenu en dessous de la coupelle 14 doit d'abord passer par un calibrage de sortie 22 pratiqué dans le coupelle 14, 26 Une électrovanne 23, terminée par une, tête sphérique 23e coopérant avec une extrémité conique du canal d'évacuation 19, permet d'ouvrir ou de fermer le canal 19, Eh position fermée qui est celle de la figure 1, cette éleetrovanne 23 est maintenue plaquée sur l'extrémité du ennui 19 par un ressort délectrovenne 24, En position ouverte, un actuateur 25 exerce une force supérieure eu tarage du ressort 24, qui soulève l'éectrevanne 23 et libère ainsi l'ouverture du canal d'évacuation 19, Le carburant est OlOrS évacué vers la chambre de décharge 20, fonctionnement de rinjecteUr est précisé par les figures et 2A En position fermée (fifur 2) l'actuateur 25 est inactif, te ressort d'électrovanne 24. plaque la tête sphérique 23e de. l'électrovanne 23' sur. ['extrémité conique du canal eéVeuation 19. La. chambre de commande 13 est fermée. Lasource de carburant a haute pression alimente a la môme prsessio-sn la chambre crineetion 7, via le canal daliinentatian 12, et la chambre de. commande 13. ôout autour de. coupe le 14. Le ressort de coupelle 1:6 maintient coupelle plaquée vers le .bas, sur l'épaulement 15i ducorps Comme sur la figure le reSSort d'injecteur 9 Maintient le partie inférieure .de taiguille 5 Maquée. surgi le siège conique 6., L.e carburant dans la chambre ein,jection 7 ne peut pas. cars en s'échapper par les orifices Section 8, position ouverte (figure 2A), on fait circule un courant' l'actuateur 25., se qui crée une force verticale vers le haut suffiSonte pour vffincre l'effort du.. ressort d'électrovanne 24 et tirer l'électrovanne 23 vers le haut, La tête sphérique 23e de l'électrovanne 23 libère 'l'extrémité du canal d'évacuation 19; ce qui vidange la chambre de commande 13,1.x: carburrant contenu dons la partie de la. chambre de 13 située deeue de la coupelle 14 ..s'évacue beaucoup glus rapidement que. celui qui est contenu au dessous de la .coupelle 14x. Le déséquilibre de pression qui eh... résulte entre les deux côtés de la coupelle 14 Surmonte. l'effort «IO ressort 16. de coupelle 14 etplaque celle,ci sur la :face supérieure 26 de la chambre de commande 13 L'extrémité .plane dun rebord.1 4.a de la coupelle 1:41. obture Mes débeuche dû passage principal 17, et ne. laisse plus F subsister qu'une alimentation de la chambre de commande 13 par le passage secondaire 1 Le. débit de fuite dynamiq e c'est dire le débit de carburant s'échappant dans le canal d'évacuation 19 a partir de la decommande 13 :est ainsi très. limité, lwa décharge de Iachambre de commande 13 crée égaleinent un déséquilibre de pression arec la chambre d'injection 7. Ce. déséquilibre .crée un effort supérieur à le force exercée par le ressort d'injecteUr9 SedièVe 2,: Les figurés. 3 et 3A présentent variante du mode de réalisation présenté par les figures 1, 2 et 2A, rrEi apporte art perfectionnement l`r ne 23, Ié.lectreVanne 2..3. comporte one partie inférieure, por exem.. qui coulisse dans un logement 27 du corps d'injecteur ,L. Cette perte inférieure est percée .euti éVideffieht 28 en forme diabolo, c'est-à4ire un cylindra. terminé de ses extrémités ar' un .cas.ne tronqué, de droite sur les figures 3 et 3A reçoit l'extrémité. 29 di:i canal. d'évacuation. 19. Quand rinjecte0r est fermé (figure 3), le ressorYt d' électrovanne, 24 maintient l'électrovanne 23 dans one position basse, par exemple plaque sur= une butée (non-représentée), bans cette osition les REVENDICATIONS1. Injecteur de carburant à haute pression comportant une aiguille (2) coulissant dans un corps d'injecteur (1), présentant de part et d'autre de celle-ci une chambre d'injection (7) et une chambre de commande (13) dont la décharge par une électrovanne (23) provoque l'ouverture de la chambre d'injection (7), caractérisé en ce que la chambre de commande (13) présente au moins un passage principal (17) et un passage secondaire (18) de section inférieure à celle du passage principal (17), et un organe d'obturation (14) mobile du passage principal (17) lorsque la chambre de commande (13) est mise en décharge. 2. Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'obturation (14) est une coupelle logée dans un évidement du corps d'injecteur (1) et coulissant entre deux positions extrêmes dont l'une laisse le passage principal (17) ouvert et l'autre le ferme, correspondant respectivement aux positions de fermeture et d'ouverture de l'injecteur. 3. Injecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la coupelle (14) est plaquée sur un épaulement (15) du corps d'injecteur (1) par un ressort de coupelle (16) logé à l'intérieur de la coupelle (14), en position d"ouverture du passage principal (17). 4. Injecteur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la coupelle (14) est plaquée sur une face supérieure (26) de la chambre de commande (13), en position de fermeture du passage principal (17). 5. Injecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coupelle (14) est percée par un calibrage (22) d'évacuation du carburant vers la décharge. 6. Injecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le passage principal (17) est un canal de section 2965018 -11- calibrée exerçant sa pression sur un rebord (14a) d'obturation de la coupelle (14). 7. Injecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électrovanne (23) est munie d'une extrémité percée 5 en forme de diabolo (28) recevant le débouché (29) d'un canal d'évacuation de la chambre (13), et coulissant entre deux positions extrêmes permettant l'obturation ou la décharge de la chambre (13). 8. Injecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le passage principal (17) est un canal de section calibrée exerçant sa 10 pression transversalement sur une paroi latérale (30) du rebord de la coupelle (14). 9. Injecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ou 8, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du rebord de la coupelle (14) est taillée en biseau (31). 15 10. Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'obturation (14) est constitué par l'extrémité supérieure de l'aiguille d'injecteur (2) creusée en forme de bol (32) en son centre. 11. Injecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le passage principal (17) d'alimentation est constitué par le libre passage compris 20 entre la face supérieure du bol (32) et la face supérieure (26) de la chambre (13). 12. Injecteur selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la face supérieure du bol (32) est plaquée sur la face supérieure (26) de la chambre de commande (13) pour supprimer le passage principal (17). 25 13. Injecteur selon la revendication 10, 11 ou 12, caractérisé en ce que le passage secondaire (18) est constitué d'un perçage traversant le bol (32).