FR3048456A1 - Ressort d'aiguille d'injecteur - Google Patents

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Abstract

Un Injecteur (10) de carburant d'un moteur de combustion interne s'étend le long d'un axe principal (X). L'injecteur comprend une chambre de contrôle (20) dans laquelle est agencé un ressort hélicoïdal (22) axialement comprimé entre un membre de vanne (18) et une aire d'appui (36) d'une face (28) de la chambre de contrôle (20) et le ressort de compression (22) a ses deux bases opposées dressées (38). Ladite aire d'appui (36) est une surface annulaire de 360 degrés.

Description

RESSORT D’AIGUILLE D’INJECTEUR
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un injecteur de carburant et plus particulièrement un ressort d’aiguille agencé dans une chambre de contrôle.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
Dans un moteur à combustion interne à injection directe, un injecteur de carburant est prévu pour délivrer du carburant dans une chambre de combustion. Typiquement, l'injecteur de carburant est monté dans une tête de cylindre en regard de la chambre de combustion de telle sorte que son extrémité dépasse légèrement dans la chambre. Les injecteurs de carburant sont pourvus d’une aiguille se déplaçant dans un corps tubulaire. Les déplacements de l’aiguille sont fonction d’une différence de pression entre une chambre de commande en amont et la buse en aval. Le carburant s’écoule dans le corps depuis une bouche d’entrée jusqu’à la buse d’injection. L’aiguille est rappelée en position basse (fermée) par un ressort agencé dans la chambre de contrôle, fermant une pluralité de trous agencés dans la buse. L'extrémité supérieure du ressort peut venir se placer dans les cavités d’une face inférieure d’un corps de valve de contrôle. Ainsi les cavités peuvent conduire à incliner le ressort, appliquant ainsi une force radiale sur l'extrémité supérieure de l'aiguille qui perturbe la course de l'aiguille qui elle-même impact la quantité ainsi délivrée par l’injecteur. Les ressorts utilisés comprennent une surface d’appui des faces dressés inférieur à 360 degrés, de Tordre de 270 degrés. L’objet de la présente invention est de fournir une solution qui atténuera le problème mentionné ci-dessus.
RESUME DE L’INVENTION
La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés précédemment en proposant une solution simple et économique.
Dans ce but, l’invention propose un injecteur de carburant d’un moteur de combustion interne qui s’étend le long d’un axe principal et qui comprend une chambre de contrôle dans laquelle est agencé un ressort hélicoïdal axialement comprimé entre un membre de vanne et une aire d’appui d’une face supérieure de la chambre de contrôle. Le ressort de compression comprend deux bases opposées dressées. Une des bases dressées est également une surface d’appui de forme annulaire décrivant un angle d’au moins 360 degrés.
Selon d’autres caractéristiques avantageuses, le ressort hélicoïdal comprend une première spire adapté à être en contact avec le membre de vanne et une dernière spire adapté à être en contact avec l’aire d’appui de la chambre de contrôle. De plus le diamètre d’enroulement de la dernière spire est supérieure au diamètre d’enroulement de l’avant dernière spire, et dans lequel la dernière spire est aplanie selon un plan perpendiculaire à l’axe du ressort de sorte à définir une surface d’appui plane correspondant à la surface de forme annulaire d’au moins 360 degrés. En outre la dernière spire est radialement élargie par rapport à l’axe du ressort et vient entourer l’avant dernière spire.
Le pas d’enroulement de la dernière spire est plus faible que le pas d’enroulement de l’avant dernière spire. De plus le fil de ressort est circulaire de diamètre de fil et dont le pas d’enroulement de la dernière spire est inférieur au diamètre de fil. Egalement le diamètre d’enroulement de la dernière spire est supérieur à la somme du diamètre d’enroulement de l’avant dernière spire et du diamètre du fil.
De plus le diamètre d’enroulement de la première spire à l’avant dernière spire est constant, seul le diamètre d’enroulement de la dernière spire étant différent. Dans une alternative du premier mode de réalisation, au moins un pas d’enroulement d’une spire de la première spire à la dernière spire est différent des autres.
Dans un autre mode de réalisation l’injecteur comprend de plus une rondelle plate ayant une base annulaire agencée comprimée entre ladite face supérieure de la chambre de contrôle et la base dressée) du ressort de sorte que la force de compression du ressort soit transmise à la face supérieure de la chambre de contrôle au travers de la base annulaire de la rondelle formant la surface annulaire de 360 degrés. La rondelle comprend de plus une face cylindrique s’étendant axialement à partir d’un bord de la base annulaire, ladite face cylindrique étant adaptée à s’engager complémentairement avec le ressort. La rondelle plate est pourvue d’un rebord formant une collerette perpendiculaire à la rondelle. La rondelle est agencée de sorte que le rebord entoure la dernière spire.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, et en regard des dessins annexés donnés à titre d’exemple non limitatif et sur lesquels:
La figure 1 est une vue en coupe de l’injecteur.
La figure 2 est une vue en coupe de la chambre de contrôle.
La figure 3 est une vue de dessus du ressort.
La figure 4 est une vue de face du ressort
La figure 5 est une vue du ressort dans la chambre de contrôle.
La figure 6 est une vue de la rondelle dans la chambre de contrôle.
La figure 7 est une vue de la rondelle.
La figure 8 est une vue isométrique en coupe de la rondelle et du ressort.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES L’invention est maintenant décrite en référence aux figures et dans un but de clarté et de concision de la description une orientation de haut en bas selon le sens de la figure 1 sera utilisé sans aucune intention limitative quant à l’étendue de la protection, notamment au regard des différentes installations d’un injecteur dans un véhicule. Des mots tels que « haut, bas, en dessous, en dessus, vertical, monter, descendre ...» seront utilisés sans intention limitative.
Selon la figure 1, un injecteur de carburant 10 a une partie commande 12 comprenant un actionneur piloté par un calculateur (non représenté) agencé dans la partie supérieure de l’injecteur 10 et une partie hydraulique 14 agencée dans la partie inférieure de l’injecteur 10. La partie hydraulique 14 comprend un corps 16 d’injecteur 10, un membre de vanne 18 et une chambre de contrôle 20 dans laquelle se trouve une extrémité supérieure 30 du membre de vanne 18. Le membre de vanne 18 est aussi communément nommé une aiguille 18. La chambre de contrôle 20 comprend un tenon 34 s’étendant à partir d’une surface d’épaulement 35 de l’aiguille 18 et un ressort 22 s’étendant le long d’un axe longitudinal X et agencé autour du tenon 34. Le ressort 22 est comprimé entre la surface d’épaulement 35 de l’aiguille 18 et une partie inférieure 28 de la valve, appelée aussi face supérieure 28. L’invention porte sur le ressort 22 agencé dans la chambre de contrôle 20 de l’injecteur 10.
Selon la figure 2, la chambre de contrôle 20 comprend une partie supérieure 24 et une partie inférieure 26. La partie supérieure 24 comprend la face supérieure 28. La chambre de contrôle 20 comprend des faces latérales 29 appelées aussi parois 29. La chambre de contrôle 20 s’étend le long de l’axe longitudinal X. L’axe longitudinal X est l’axe principal de l’injecteur 10. Les parois verticales 29 s’étendent le long de l’axe longitudinal X. La face supérieure 28 s’étend perpendiculairement à l’axe longitudinal X et comprend des cavités 32 agencées dans la face supérieure 28. Les cavités 32 sont agencées à l’extrémité des entrées et sortie du carburant à haute pression. Les cavités 32 sont de forme sphérique. Les cavités 32 peuvent être aussi de forme carrée ou oblongue par exemple.
De la surface d’épaulement 35 de l’aiguille 18 s’étend axialement le tenon central 34 légèrement conique à son extrémité supérieure, le tenon 34 se raccordant à la surface d’épaulement 35 La surface d’épaulement 35 décrivant une surface annulaire. Le ressort de compression 22 s’appuie sur la surface d’épaulement 35 de l’aiguille 18 qui sert de surface d’appui en entourant le tenon 34.
Selon la figure 2, l’aiguille 18 est agencée dans le corps 16 de l’injecteur 10. L’aiguille 18 s’étend longitudinalement le long de l’axe longitudinal X. L’extrémité supérieure 30 de l’aiguille 18 est agencée dans la partie inférieure 26 de la chambre de contrôle 20. L’extrémité supérieure 30 de l’aiguille 18 comprend de plus la surface épaulement 35 compris entre le tenon 34 et une partie cylindrique de l’aiguille 18 disposé en dessous de la surface d’épaulement 35 comme le montre les figures 1 et 2. Le ressort de compression 22 est agencé dans la chambre de contrôle 20. Le ressort 22 est agencé autour du tenon 34 de l’aiguille 18 le long de l’axe principal et longitudinal X. Le ressort 22 s’appuie sur une face supérieure 35 de l’aiguille 18 qui sert de surface d’appui.
Selon les figures 3, 4 et 5, un premier mode de réalisation est le ressort 22 hélicoïdal axial s’étendant selon l’axe longitudinal X. Le ressort de compression 22 a deux bases opposées dressées 38. La base 38 correspond à une surface de contact du ressort 22 situées aux extrémités du ressort. La base 38 d’une dernière spire 42 présente une surface d’appui plane 37. Une aire d’appui 36 de la face supérieure 28 de la chambre de contrôle 20 est une surface annulaire de 360 degrés présentant des cavités 32. Le ressort hélicoïdal 22 comprend une première spire 40 adapté à être en contact avec la face supérieure 33 de l’aiguille 18 et une dernière spire 42 agencée dans la partie supérieure 24. La dernière spire 42 est adaptée à être en contact avec l’aire d’appui 36 de la face supérieure 28 de la chambre de contrôle 20. Le ressort de compression 22 a un diamètre d’enroulement D42 de la dernière spire 42 supérieur au diamètre d’enroulement D43 de l’avant dernière spire 43. La dernière spire 42 est aplanie selon un plan perpendiculaire (Y, Z) à l’axe longitudinal X du ressort 22. La dernière spire 42 définit la surface d’appui plane 37 correspondant à la surface de forme globalement annulaire ayant un angle au moins égal ou supérieure à 360 degrés. De plus la dernière spire 42 est radialement élargie par rapport à l’axe X du ressort et vient entourer l’avant dernière spire 43. Le pas d’enroulement P42 de la dernière spire 42 est plus faible que le pas d’enroulement P43 de l’avant dernière spire 43 du ressort 22. Le fil de ressort est circulaire de diamètre de fil Df et dont le pas d’enroulement P42 de la dernière spire 42 est inférieur au diamètre de fil Df comme représenté dans la figure 5. Le ressort de compression 22 doit respecter les deux conditions suivantes :
La condition 1 du ressort 22 s’écrit : P42 < Df
Tous les pas d’enroulement P43 de la première spire 40 à T avant dernière spire 43 sont globalement égaux les uns aux autres, seul le pas d’enroulement P42 de la dernière spire 42 est différent.
Dans une alternative au première mode de réalisation, le pas d’enroulement 43 peut être aussi différent entre la première spire 40 et l’avant dernière spire 43.
La condition 2 du ressort 22 s’écrit : D42 > D43 + Df.
Le diamètre d’enroulement D43 de la première spire 40 à l’avant dernière spire 43 est constant. Seul le diamètre d’enroulement D42 de la dernière spire D42 est différent comme représenté dans la figure 5. Le diamètre d’enroulement D42 de la dernière 42 est égal ou supérieur à la somme du diamètre d’enroulement D43 de l’avant dernière spire 43 et du diamètre du fil Df
Dans une alternative au premier mode de réalisation, la section du fil du ressort 22 peut être de forme rectangulaire, ovale, oblongue ou tout autre profil.
Selon les figure 6, 7 et 8, un second mode de réalisation est un une rondelle plate 54 ayant une base annulaire agencée comprimée entre la face supérieure 28 de la chambre de contrôle 20 et la base dressée 38 du ressort 22. La force de compression du ressort est transmise à la face supérieure 28 de la chambre de contrôle 20 au travers de la base annulaire 56 de la rondelle 54 formant la surface annulaire de 360 degrés. La rondelle plate 54 est pourvue d’un rebord 58 formant collerette perpendiculaire à la rondelle 54. La rondelle 54 est agencée de sorte que le rebord 58 entoure la dernière spire. La rondelle 54 est en matière métallique, plastique ou céramique.
Dans une alternative au deuxième mode de réalisation, le rebord 58 peut être agencé à l’intérieur du ressort tout en assurant la même fonction.
En fonctionnement dans les deux modes de réalisations décrits, en référence à la figure 1, la pression de carburant prisonnier de la chambre de contrôle 20 permet de déplacer l’aiguille 18 vers le bas en maintenant fermés les trous d’une buse 17. Lorsque la partie commande 12 est activée, la pression dans la chambre de contrôle 20 chute et l’aiguille 18 se soulève. L’aiguille vient en butée et le ressort de compression 22 est comprimé entre l’extrémité supérieure 30 de l’aiguille 18 et la face supérieure 28 de la chambre de contrôle.
Dans une alternative au second mode de réalisation, la rondelle 54 comprend la base annulaire 56 et une face cylindrique de guidage s’étendant axialement depuis le bord intérieur de la base annulaire 56. Cette face cylindrique est telle qu’elle puisse s’engager dans le ressort 22, à l’intérieur du cylindre des spires.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS : 1 Injecteur (10) de carburant d’un moteur de combustion interne, l’injecteur (10) s’étendant le long d’un axe principal (X) et comprenant une chambre de contrôle (20) dans laquelle est agencé un ressort hélicoïdal (22) axialement comprimé entre un membre de vanne (18) et une aire d’appui (36) d’une face supérieure (28) de la chambre de contrôle (20), le ressort de compression (22) ayant ses deux bases opposées dressées (38), caractérisé en ce qu’une au moins une des bases dressées (38) est une surface d’appui (37) de forme globalement annulaire décrivant un angle d’au moins 360 degrés.
  2. 2. Injecteur (10) selon la revendication précédente dans lequel le ressort hélicoïdal (22) comprend une première spire (40) adapté à être en contact avec le membre de vanne (18) et une dernière spire (42) adapté à être en contact avec l’aire d’appui (36) de la chambre de contrôle (20), le diamètre d’enroulement (D42) de la dernière spire (42) étant supérieure au diamètre d’enroulement (D43) de l’avant dernière spire (43), et dans lequel la dernière spire (42) est aplanie selon un plan perpendiculaire (Y, Z) à l’axe du ressort (X), de sorte à définir une surface d’appui (37) plane correspondant à la surface de forme annulaire d’au moins 360 degrés.
  3. 3. Injecteur (10) selon la revendication 2, dans lequel la dernière spire (42) est radialement élargie par rapport à l’axe du ressort (X) et vient entourer l’avant dernière spire (43).
  4. 4. Injecteur (10) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le pas d’enroulement (P42) de la dernière spire (42) est plus faible que le pas d’enroulement (P43) de l’avant dernière spire (43).
  5. 5. Injecteur (10) selon la revendication 4, dans lequel le fil de ressort est circulaire de diamètre de fil (Df) et dont le pas d’enroulement (P42) de la dernière spire (42) est inférieur au diamètre de fil (Df).
  6. 6. Injecteur (10) selon la revendication 5, dans lequel le diamètre d’enroulement (D42) de la dernière spire (D42) est supérieur à la somme du diamètre d’enroulement (D43) de l’avant dernière spire (43) et du diamètre du fd (Df).
  7. 7. Injecteur (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le diamètre d’enroulement (D43) de la première spire (40) à l’avant dernière spire (43) est constant, seul le diamètre d’enroulement (D42) de la dernière spire (42) étant différent et dans lequel tous les pas d’enroulement (P43) de la première spire (40) à l’avant dernière spire (43) sont égaux les uns aux autres, seul le pas d’enroulement (P42) de la dernière spire (42) étant différent.
  8. 8 Injecteur (10) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le diamètre d’enroulement (D43) de la première spire (40) à l’avant dernière spire (43) est constant, seul le diamètre d’enroulement (D42) de la dernière spire (42) étant différent et dans lequel au moins un pas d’enroulement (P43, P42) d’une spire de la première spire (40) à la dernière spire (42) est différent des autres.
  9. 9. Injecteur (10) selon la revendication 1 dans lequel l’injecteur (10) comprend de plus une rondelle plate (54) ayant une base annulaire (56) agencée comprimée entre ladite face supérieure (28) de la chambre de contrôle (20) et la base dressée (38) du ressort (22) de sorte que la force de compression du ressort (22) soit transmise à la face supérieure (28) de la chambre de contrôle (20) au travers de la base annulaire (56) de la rondelle (54) formant la surface annulaire de 360 degrés.
  10. 10. Injecteur (10) selon la revendication 9 dans lequel la rondelle plate (54) comprend de plus une face cylindrique s’étendant axialement à partir d’un bord de la base annulaire (56), ladite face cylindrique étant adaptée à s’engager complémentairement avec le ressort (22).
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