EP1172552A1 - Dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustion interne - Google Patents

Dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustion interne Download PDF

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EP1172552A1
EP1172552A1 EP01401853A EP01401853A EP1172552A1 EP 1172552 A1 EP1172552 A1 EP 1172552A1 EP 01401853 A EP01401853 A EP 01401853A EP 01401853 A EP01401853 A EP 01401853A EP 1172552 A1 EP1172552 A1 EP 1172552A1
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EP
European Patent Office
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rod
transducer
nozzle
injection device
fuel
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EP01401853A
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André AGNERAY
Laurent Serge François Levin
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Renault SAS
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Renault SAS
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/041—Injectors peculiar thereto having vibrating means for atomizing the fuel, e.g. with sonic or ultrasonic vibrations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
    • F02M2200/304—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means

Definitions

  • the present invention relates to a device for injecting fuel for internal combustion engine intended in particular to equip a motor vehicle.
  • the invention relates more particularly to a fuel injection device for atomizing the injected fuel in the form of very fine droplets as required.
  • Such injection systems include an electric pump fuel supply which feeds, through a ramp of distribution, all the injectors under a given pressure.
  • electronically controlling the valve actuator of each injector we control the start and duration of opening and determine then a precise amount of fuel injected.
  • Electromagnetically controlled needle type injectors have limits that limit engine performance. In particular the times taken to open or close the needles are still too high, about 1 to 2 ms, which prevents ideally phasing the injection on all engine ranges. In addition, the minimum opening time, which determines the minimum dose of fuel that can be injected, is still too important for certain engine operating points.
  • Known needle injectors also have orifices injection of relatively large diameters to allow flow the required quantities of fuel for full load operations and high engine speeds. This arrangement generates fuel jets with large drops, which slows down the vaporization of the fuel (and therefore the preparation of the fuel mixture) and is able to promote the wetting phenomenon of the walls.
  • the non-vaporized fuel tends to settle on the walls of the combustion chamber.
  • Such a deposit causes dosage problems, particularly acute in transients due to lack of knowledge of the amount of fuel actually mixed with the air in the chamber combustion.
  • This wetting phenomenon is one of the causes significant high pollutant emissions during cold starts motors.
  • injection devices comprising a needle opening system by translation associated with a secondary spraying system of the jet in outlet of the ejection nose, in these devices the liquid layer flows in continuous throughout the opening time and is refragmented by vibrations generated in the vicinity of the ejection nose as soon as contact between the liquid and the tip of the nose operates.
  • a first drawback of this type of solution lies in the low liquid atomization capacity when the ejected liquid layer is important, see an atomization capacity limited only to a short instant at the start of contact with the liquid layer as well as at the end of ejection. Between these two moments contact is made for too short a period of time so that the vibrations and displacements generated at the end of the ejection nose can: either be transmitted as a surface wave in the liquid which nebulizes it is to generate local impulses on the fluid sheet this which has the effect of fragmenting the fluid layer.
  • a second drawback of this type of solution is a time of response too long due to the opening mode which requires translating all the mass of the needle.
  • U.S 5025766 we know a device injection whose nose vibrates around a frequency of 35 kHz and comprising a ball of given mass held in abutment against the seat of the injection nose by a preload spring. At each oscillation one opening appears between the seat of the injection nose and the ball, allowing thus the ejection of a quantity of fluid for a very short period of time corresponding to the period of oscillation, which makes it possible to nebulize the liquid with a high rate.
  • the object of the invention is to propose a new type of device fuel injection to resolve all of these problems, the device being able to deliver with great precision and a very short response time a cloud of fuel drops whose sizes are very close and small enough to ensure vaporization complete and homogeneous of the injected fuel.
  • the invention achieves its object thanks to a device for injecting fuel for an internal combustion engine, of the type comprising Fuel-fed injection box ending in a nozzle cylindrical at the end of which is formed an injection orifice, a cyclic vibration transducer located inside the housing such as a transducer and controlled in duration and intensity by the electronic engine control system, and shutter means arranged at the end of the nozzle and returned by elastic means of return against it, characterized in that said elastic return means consist of a rod passing through the body of the device injection to an area where said rod is integral with the transducer and joining the shutter means to the transducer, and on the other hand damping means of the integral assembly formed by the transducer, the rod, and the shutter means, so that the shutter means are recalled against the end of the nozzle, the vibration of the transducer generating alternating deformation in contraction and expansion in the rod so that at each vibration cycle the expansion undergone by the rod is translated by an elongation of said rod generating a displacement of obturating means elastically integral with
  • an injection device whose opening at the level of the ejection nose is solely a function of the expanded or compressed state of the needle forming the valve in contact with the level of the nose, the variation of state being generated by a source of excitation electrically controlled ultrasound.
  • the mass-spring type oscillations are eliminated. AT each oscillation a given amount of elastic deformation energy is transmitted in the rod and is expended in expansion-compression with a loss due to internal relaxations of the material constituting the rod, the rest of the energy being absorbed by the attenuation due to the crushing of the fluid blade wedged between the ejection nose and the valve forming the end of the needle. Oscillations occur at a frequency close to 50 KHz which generates short opening times and so finely atomize the ejected liquid.
  • the injection device according to the invention has one or more of the following characteristics.
  • the shutter means are formed by a rod, one end of which flared valve-shaped, this rod being mounted axially movable inside of the transducer and being elastically secured with this same transducer, in an area at the top of the transducer produced in the form of a cylinder which is narrower than the rest of the transducer.
  • the shutter means forming a valve are recalled so constant against the end of the nozzle serving as seat for the valve by a elastic return device which can be formed from a material damping, this elastic and damping device supporting the assembly composed by the three elements which are the transducer, the rod and the valve, these three elements being themselves elastically integral.
  • the shutter means forming a valve are brought against the tip of the nozzle after each opening by the contraction of the rod which follows the expansion of the rod during each vibration cycle.
  • the shutter means forming a valve remain pressed against the end of the nozzle outside the phases of deformation of the rod thanks to by means of elastic and damping return bringing the whole of the transducer, rod and shutter means against the end of the nozzle forming a seat for the valve.
  • the elastic and damping return means used to apply the obturating means against the end of the nozzle and supporting the assembly of the transducer and the rod is made of a material allowing dampen the transmission of vibrations between the transducer and the body of the injection box.
  • the elastic and damping return means used to apply the shutter means against the end of the nozzle makes it possible to catch up with the possible play due to thermal expansions between the transducer, the rod and the injection nozzle, without actually modifying the preload sealing.
  • the injection box contains the transducer, the rod and the material damping.
  • a flow limiter is placed inside the nozzle in the space annular between the rod and the internal cylindrical surface of the nozzle so that during the ejection of the fluid, the flow of liquid passing through the nozzle is precisely defined by the space between the rod and the debit.
  • the means for cyclically vibrating the rod are formed by a transducer with a mechanical amplification system and connected elastically to the rod to transmit the amplified deformations to it.
  • annular guide comprising channels for the passage of the liquid against which the rod comes to rest so that the shutter means can be moved coaxially with the end nozzle.
  • Channels formed in the collar to let the liquid pass can be used as a flow limiter.
  • the transducer has a stack of more than two active components.
  • the active components of the transducer are formed from a material piezoelectric.
  • the active components of the transducer are formed from a material magnetostrictive.
  • the mass of the transducer associated with the damping part constitutes a dissipative system having a very long response time by with respect to the excitation times of the transducer, so that the deformation of the rod and shocks occurring at the seat do not induce movement of the transducer body; alone the end of the cylinder terminating the transducer at its upper part oscillates on either side of the initial equilibrium position, these oscillations being passed down the rod.
  • the injector body essentially comprises three separate bodies cooperating with each other.
  • the first member consists of the injection box 15, which has an internal cavity 10 intended to be filled with fuel under pressure via an axial hole 16 for supplying fuel coming to connect to a pressurized fluid supply circuit.
  • the cavity 10 opens at the lower end 6 of the nozzle 3 through an orifice 5.
  • the housing 15 has inside a stepped part 11 on which is arranged a support element 9 made of a material damping, which support element receives the rear part 18 of a transducer 1.
  • the second organ is made up of means capable of generating vibrations in a longitudinal mode at ultrasonic frequencies such a transducer 1, which transducer has a stepped portion 12 serving as a mechanical amplifier and ends at the top by a cylindrical tube 2 in which the vibrations from the transducer 1, the end of the tube 2 has a elastic securing zone 8 with a rod 4 described below so that the longitudinal vibrations are transmitted in the rod 4 from its end located in zone 8.
  • the third member is constituted by a rod 4 movable housed axially inside the nozzle 3 and the lower end of which forms frustoconical 7 extends outside of the nozzle 3.
  • This end 7 forming valve is adapted to come into contact with the inner surface of the nozzle 3 delimiting the lower opening 5 of the nozzle 3, surface defining a seat for said valve, and thus for closing the injection orifice of the fuel.
  • the other end of the rod 4 is connected elastically to the transducer 1 in zone 8 located at the end of the tube 2, the elastic connection being ensured in the mass of the material by a weld or a bond mechanical with a higher prestress than the stresses generated in this area during operation of the transducer.
  • the transducer 1 is placed coaxially with the nozzle 3 by guides 25 in the cavity 10 of the injection box on the support piece 9 formed from a material which is both shock absorbing and elastic.
  • the part 9 ends in the zone of contact with the stepped part 11 of the injection box 15 by a washer 14 having characteristics of very low friction so that the transducer 1 can be almost free to rotate relative to the injection nozzle 3.
  • a preload of a fixed value is exerted between the transducer 1 and the injection box 15, which prestressing results in a contraction of the material 9 and a translation additional of the rod 4 relative to the transducer 1.
  • the rod 4 is then mechanically held in this position and secured to the end of the tube 2 over a length corresponding to zone 8.
  • the tube 2 then consists of a solid part made of the material of the rod 4 surrounded by the material of the emitting part 19 of the transducer, this part being preferably selected from the same material as the rod 4.
  • the part 9 exerts an elastic restoring force tending to spread the transducer 1 of nozzle 3 which causes the application of the end 7 of the rod 4, integral with the transducer 1, against the seat 6.
  • the mass of the transducer 1 associated with the damping part 9 constitute a dissipative system with a very long response time by compared to the excitation times of transducer 1, so that the deformation of the rod and shocks occurring at the seat 6 do not induce movement of the body of the transducer 1, only the end of cylinder 2 oscillates on either side of the equilibrium position initial, which oscillations are transmitted in the rod 4.
  • the transducer 1 is dimensioned to transmit a maximum of stresses at the stepped junction 12 with the tube or cylinder 2, this maximum constraints corresponding to a minimum amplitude of vibration for the material.
  • the transducer 1 has a zone 17 made up of components piezoelectric or magnetostrictive assets, which respectively under the application of an electric or magnetic field is deformed into thickness.
  • This part 17 is sandwiched between two other elements 18 and 19 made of an elastic material.
  • the connection between the elements 17, 18, and 19 is provided by prestressing means such as a threaded pin 20 or a screw.
  • prestressing means such as a threaded pin 20 or a screw.
  • the stacking of several active components 17 allows add the thickness deformations generated by each of the rings, the deformation resulting from the total displacement of the stack rings remaining below the elastic deformation limit of the prestressing means 20.
  • Reducing the diameter of part 19 to the part 2 amplifies the longitudinal deformations generated in the part 19 as far as zone 8 where transmission takes place in rod 4.
  • the engine control computer 33 sends two pulses corresponding to the start and end of the injection, during this time an ultrasonic frequency generator 32 sends a train wave (level 5V) at a given frequency at the input of an amplifier 34, which makes it possible to attack the piezoelectric ceramics 17 in tension alternative (of the order of + -60V) at the same ultrasonic frequency during the duration of injection.
  • an ultrasonic frequency generator 32 sends a train wave (level 5V) at a given frequency at the input of an amplifier 34, which makes it possible to attack the piezoelectric ceramics 17 in tension alternative (of the order of + -60V) at the same ultrasonic frequency during the duration of injection.
  • the assembly composed of the transducer 1 and the rod 4 is dimensioned to resonate at the excitation frequency of the components active 17 and to amplify the longitudinal displacements up to the level from the lower end of the rod 4.
  • the rod 4 initially closing the opening 21 by its end 7 forming a valve, deforms under the impulse provided to it when the end of the tube 2 starts to oscillate. This deformation is distributed elastically over the entire length of the rod 4 and is reflected at the end of the rod 4 where the ejection takes place. The proper response of the rod 4 allows oscillate the end 7 and thus bring up the opening 21 of cyclically.
  • FIG. 4 describes the variation in position of the end 7 of the rod 4 (points Ai) relative to the end 6 of the nozzle 3 (points Bi) for a cycle of oscillation of the resonator assembly.
  • the opening of the annular slot 21 is therefore oscillating and equal to the amplitude of vibration of the valve 7 relative to the end 6 as indicated in figure 4.
  • the opening frequency of the slot then depends on the excitation frequency chosen for the transducer 1.
  • the minimum opening time of the injection device is same order as the excitation period applied to the transducer 1, which excitation can be done a few tens of kilohertz, typically 50 kHz, which allows minimum opening times of around 20 ⁇ s. This makes it possible to deliver micro-quantities of liquid for a shorter period of time compared to more injection devices where the minimum time to operate the opening and closing of the injection nose is rather 300 ⁇ s.
  • FIG. 5 there is shown a layout mode of an injector according to the invention in an internal combustion engine of motor vehicle.
  • the fuel supply to the engine is of the multipoint type electronic control by which each combustion chamber 35 is supplied directly with fuel by at least one fuel injector opening into the bedroom.
  • the injector body is fixed to the cylinder head 24 of the engine at its upper end by means not shown, this upper end being also connected to a fuel supply line 16 also not shown.
  • the seal to the right of the injector well 31 is ensured by a O-ring 29 maintained in application between junction 11 and the edge 30 from the injection well 31.
  • the transducer 1 comprises a cylinder 18 of steel of diameter 20 mm and height 25 mm including in its upper part a threaded pin 20.
  • the threaded axis 20 of the cylinder 18 makes it possible to prestress the rings of piezoelectric ceramics 17 (external diameter 20 mm, diameter internal 6 mm, thickness 2 mm) between the cylinders 18 and the emitting part 19.
  • the ceramics are arranged with anti parallel polarizations, electrodes 13 being interposed between each pair of ceramics.
  • a titanium rod 4 with a diameter of 2 mm and comprising one end conical 7 with external diameter 5 mm is inserted in the axis of the transducer 1.
  • An elastic and damping washer 9 has an orifice leaving pass the rod 4 and rests on the lower surface 11 of the cavity 10.
  • the rod 4 is made integral with the transducer 1 in the zone 8 after having constrained the washer 9 to a certain prestressing value, the transducer 1 remaining supported on the washer 9.
  • This preload residual allows the conical end 7 of the rod 4 to be applied to the area 6 of the nozzle 3, the contact force then being maintained by the elasticity of the rod 4 and washer 9 assembly.
  • the prestressing applied allows a share the sealing of the opening 21 of the nozzle 3 when the fluid 16 is supplied with a given pressure and on the other hand the wear compensation possible in the contact area of the valve 7 with the nozzle 3.
  • the elasticity of the material from which the washer 9 is formed is chosen from so that it makes it possible to make up for variations in length between the rod 4 and the nozzle 3 due to thermal expansions without effective modification of the value of the prestress ensuring watertightness.
  • the mass of the transducer and the rigidity of the washer 9 are chosen to form a system with a very large response time compared at excitation times of the transducer of the order of 1 to 20 milliseconds to the maximum.
  • the material of which the cup is made can be based on polymers with a very high rate of attenuation of elastic deformations in dynamics.
  • the amplitude of oscillation for a voltage of 60 volts applied to each electrode is close to 20 micrometers, thus leaving an opening 5 generating a fluid film whose thickness is of the same order (20 microns).
  • This fluid film is fragmented by the closing of the opening 21 which occurs after a very short time (every 20 ⁇ s).
  • the device thus makes it possible to generate, as required, very fine droplets.
  • the modulation of the amplitude of the opening 21 makes it possible to modulate the size of the drops and thus the flow rate with response times of around 20 ⁇ s.
  • the flow section through opening 21 is greater than that of flow limiter 26 and the injector flow is then a function of the pressure and the flow section of the flow limiter 26.
  • the quantities injected are precisely controlled by the number of opening cycles and the size drops by the displacement value.
  • the flow section through opening 21 is lower than that of the flow limiter 26 and the instantaneous flow of the injector is then a function at each oscillation of the pressure and the section of passage generated by the opening 21.
  • the quantities injected are controlled in this case by the amplitude of displacement and by the number of oscillation ordered, the minimum quantity injected can be further reduced and the increased liquid nebulization rate.

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Abstract

Ce dispositif d'injection de carburant comporte un boîtier d'injection (15) alimenté en carburant se terminant par une buse cylindrique (3) à l'extrémité de laquelle est ménagé un orifice d'injection, des moyens pilotés électroniquement de mise en vibration cyclique et des moyens obturateurs (7) rappelés élastiquement ; les moyens élastiques de rappel sont composés d'une tige (4) et de moyens d'amortissement (9) ; la mise en vibration du transducteur génère une déformation alternée en contraction et dilatation dans la tige (4) de sorte qu'à chaque cycle de vibration la dilatation subie par la tige se traduit par un allongement de ladite tige générant un déplacement des moyens obturateurs (7), solidaires élastiquement de ladite tige, par rapport à l'extrémité de la buse (6), lequel déplacement permet de faire apparaître pendant la durée du cycle une fente (21) par laquelle est éjecté une quantité de carburant déterminée. <IMAGE>

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustion interne destiné notamment à équiper un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'injection de carburant permettant d'atomiser le carburant injecté sous forme de très fines gouttelettes selon les besoins.
Les dispositifs d'injection de carburant utilisés aujourd'hui sur les moteurs à combustion interne équipant les véhicules automobiles ou routiers, fonctionnent classiquement sur le modèle d'une vanne dont on commande en permanence l'état ouvert ou fermé, le dosage du carburant injecté se faisant alors directement par le temps d'ouverture.
De tels systèmes d'injection comprennent une pompe électrique d'alimentation en carburant qui alimente, par le canal d'une rampe de distribution, l'ensemble des injecteurs sous une pression donnée. En contrôlant électroniquement l'actionneur de la soupape de chaque injecteur, on commande le début et la durée d'ouverture de celle-ci et on détermine alors une quantité précise de carburant injecté.
Les injecteurs du type à aiguille commandée électromagnétiquement présentent des limites qui freinent les performances moteur. En particulier les temps mis pour ouvrir ou fermer les aiguilles sont encore trop élevés, d'environ 1 à 2 ms, ce qui empêche de phaser l'injection de manière idéale sur toutes les plages moteur. De plus, le temps minimum d'ouverture, qui détermine la dose minimale de carburant pouvant être injecté, est encore trop important pour certains points de fonctionnement moteur.
Les injecteurs à aiguille connus présentent par ailleurs des orifices d'injection de diamètres relativement importants pour permettre de débiter les quantités requises de carburant pour les fonctionnements à pleine charge et hauts régimes moteurs. Cette disposition génère des jets de carburant présentant des gouttes de fortes dimensions, ce qui freine la vaporisation du carburant (et donc la préparation du mélange carburé) et est à même de favoriser le phénomène de mouillage des parois.
En effet le carburant non vaporisé tend à se déposer sur les parois de la chambre de combustion. Un tel dépôt entraíne des problèmes de dosage, particulièrement aigus dans les transitoires par manque de connaissance de la quantité de carburant mélangée effectivement avec l'air dans la chambre de combustion. Ce phénomène de mouillage est l'une des causes importantes des fortes émissions de polluants lors des démarrages à froid des moteurs.
Par ailleurs, avec un injecteur classique à aiguille, à l'ouverture de l'aiguille lorsque cette dernière commence à quitter son siège, il se forme un bulbe de liquide qui disparaít lorsque l'aiguille est complètement levée, l'écoulement du fluide se régularisant alors. Ce changement dans la nature de l'écoulement rend impossible tout contrôle précis du débit instantané de l'injecteur.
Certains ont cherché à résoudre ces différents problèmes, en développant des injecteurs utilisant des actionneurs piézo-électriques pour manoeuvrer l'aiguille de façon à abaisser la durée d'ouverture et de fermeture de l'aiguille, mais de tels systèmes qui fonctionnent toujours selon le principe d'une vanne, conservent des inconvénients importants liés notamment à la dispersion importante affectant la taille des gouttes dans le jet de carburant au sortir du nez de l'injecteur. Ainsi, dans le document FR 2 758 369, un transducteur piézo-électrique sous forme de tige transmet son élongation à un poussoir coulissant qui la transmet (en poussée uniquement) lui-même à un clapet de soupape dont le retour en position de fermeture est assuré par des moyens élastiques. Une telle solution présente l'inconvénient d'un temps de réponse trop long lié à l'importance de la chaíne cinématique.
D'après les documents DE 3010985 et US 5330100 on connaít des dispositifs d'injection comportant un système d'ouverture de l'aiguille par translation associé avec un système de pulvérisation secondaire du jet en sortie du nez d'éjection, dans ces dispositifs la nappe liquide s'écoule en continu pendant tout le temps d'ouverture et est refragmentée par les vibrations générées au voisinage du nez d'éjection dès que le contact entre le liquide et l'extrémité du nez s'opère.
Un premier inconvénient de ce type de solution réside dans la faible capacité d'atomisation du liquide lorsque la nappe liquide éjectée est importante, voir une capacité d'atomisation limitée seulement à un court instant au début du contact de la nappe liquide ainsi qu'à la fin de l'éjection. Entre ces deux instants le contact se fait pendant un laps de temps trop court pour que les vibrations et déplacements générées au bout du nez d'éjection puissent : soit être transmises sous forme d'onde de surface dans le liquide ce qui le nébulise soit générer des impulsions locales sur la nappe fluide ce qui a pour effet de fragmenter la nappe fluide.
Un deuxième inconvénient de ce type de solution est un temps de réponse trop long dû au mode d'ouverture qui nécessite de translater toute la masse de l'aiguille.
D'après le document U.S 5025766 on connaít un dispositif d'injection dont le nez vibre autour d'une fréquence de 35 kHz et comportant une bille de masse donnée maintenue en appui contre le siège du nez d'injection par un ressort de précontrainte. A chaque oscillation une ouverture apparaít entre le siège du nez d'injection et la bille, permettant ainsi l'éjection d'une quantité de fluide pendant un laps de temps très court correspondant à la période d'oscillation, ce qui permet de nébuliser le liquide avec un fort taux. Mais un inconvénient tient au fait que d'une part les rebondissements de la bille sur le siège, et d'autre part le comportement oscillant du système composé de la masse de la bille et du ressort de précontrainte, ne permettent pas de contrôler rigoureusement le comportement vibratoire de l'ensemble nez-bille et donc le moment d'ouverture permettant de doser le fluide ce qui se traduit par le fait que le carburant est injecté d'une manière incontrôlée.
L'ensemble des problèmes cités précédemment se solde donc par une vaporisation du carburant pouvant être incomplète et non homogène lors de la préparation du mélange carburé dans la chambre de combustion, des dosages imprécis, avec pour conséquence une combustion incomplète se traduisant par la formation d'une quantité élevée de gaz polluants et un déficit énergétique altérant le rendement du moteur.
Le but de l'invention est de proposer un nouveau type de dispositif d'injection de carburant permettant de résoudre l'ensemble de ces problèmes, le dispositif étant apte à délivrer avec une grande précision et un temps de réponse très court un nuage de gouttes de carburant dont les tailles sont très voisines et suffisamment petites pour assurer la vaporisation complète et homogène du carburant injecté.
La demanderesse a déjà proposé des dispositifs répondant au moins partiellement à ce but dans les demandes de brevet français n° 99- 04732 déposée le 15/04/1999 ainsi que dans la demande de brevet n° 99-14548 déposée le 19/11/1999. La présente invention vise une solution alternative.
L'invention atteint son but grâce à un dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustion interne, du type qui comporte un boítier d'injection alimenté en carburant se terminant par une buse cylindrique à l'extrémité de laquelle est ménagé un orifice d'injection, un transducteur pour la mise en vibration cyclique disposé à l'intérieur du boítier tel qu'un transducteur et piloté en durée et en intensité par le système électronique de contrôle moteur, et des moyens obturateurs disposés à l'extrémité de la buse et rappelés par des moyens élastiques de rappel contre elle, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques de rappel sont composés d'une part d'une tige traversant le corps du dispositif d'injection jusqu'à une zone où ladite tige est solidaire du transducteur et solidarisant les moyens obturateurs au transducteur, et d'autre part de moyens d'amortissement de l'ensemble solidaire formé par le transducteur, la tige, et les moyens obturateurs, de sorte que les moyens obturateurs sont rappelés contre l'extrémité de la buse, la mise en vibration du transducteur générant une déformation alternée en contraction et dilatation dans la tige de sorte qu'à chaque cycle de vibration la dilatation subie par la tige se traduit par un allongement de ladite tige générant un déplacement des moyens obturateurs solidaires élastiquement de ladite tige par rapport à l'extrémité de la buse, lequel déplacement permet de faire apparaítre pendant la durée du cycle une fente par laquelle est éjectée une quantité de carburant déterminée.
Ainsi selon la présente invention est réalisé un dispositif d'injection dont l'ouverture au niveau du nez d'éjection est uniquement fonction de l'état dilaté ou compressé de l'aiguille formant soupape en appui au niveau du nez, la variation d'état étant générée par une source d'excitation ultrasonore commandée électriquement. Dans ce type de fonctionnement où l'ouverture se fait par déformation de l'aiguille et non plus par translation, les phénomènes d'oscillations du type masse-ressort sont supprimés. A chaque oscillation une quantité donnée d'énergie de déformation élastique est transmise dans la tige et est dépensée en dilatation-compression avec une perte due aux relaxations internes du matériau constituant la tige, le reste de l'énergie étant absorbé par l'atténuation dû à l'écrasement de la lame fluide coincée entre le nez d'éjection et la soupape formant extrémité de l'aiguille. Les oscillations se produisent à une fréquence voisine de 50 KHz ce qui permet de générer des temps d'ouverture court et ainsi d'atomiser finement le liquide éjecté.
Par ailleurs, le dispositif d'injection conforme à l'invention présente l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Les moyens obturateurs sont formés par une tige dont une extrémité évasée forme clapet, cette tige étant montée mobile axialement à l'intérieur du transducteur et étant solidarisée élastiquement avec ce même transducteur, dans une zone située dans une partie supérieure du transducteur réalisée sous forme de cylindre moins large que le reste du transducteur.
Les moyens obturateurs formant clapet sont rappelés de manière constante contre l'extrémité de la buse servant de siège pour le clapet par un dispositif élastique de rappel pouvant être formé dans un matériau amortissant, ce dispositif élastique et amortissant supportant l'ensemble composé par les trois éléments que sont le transducteur, la tige et le clapet, ces trois éléments étant eux-mêmes solidaires élastiquement.
Les moyens obturateurs formant clapet sont ramenés contre l'extrémité de la buse après chaque ouverture par la contraction de la tige qui suit la dilatation de la tige au cours de chaque cycle de vibration.
Les moyens obturateurs formant clapet restent plaqués contre l'extrémité de la buse en dehors des phases de déformations de la tige grâce au moyen de rappel élastique et amortissant ramenant l'ensemble du transducteur, de la tige et des moyens obturateurs contre l'extrémité de la buse formant un siège pour le clapet.
Le moyen de rappel élastique et amortissant servant à appliquer les moyens obturateurs contre l'extrémité de la buse et supportant l'ensemble du transducteur et de la tige est composé dans un matériau permettant d'amortir la transmission de vibrations entre le transducteur et le corps du boítier d'injection.
Le moyen de rappel élastique et amortissant servant à appliquer les moyens obturateurs contre l'extrémité de la buse permet de rattraper les jeux éventuels dus aux dilatations thermiques entre le transducteur, la tige et la buse d'injection, sans modification effective de la précontrainte assurant l'étanchéité.
Le boítier d'injection renferme le transducteur, la tige et le matériau amortissant.
Un limiteur de débit est placé à l'intérieur de la buse dans l'espace annulaire compris entre la tige et la surface cylindrique interne de la buse de sorte que lors de l'éjection du fluide, le flux de liquide traversant la buse est défini de façon précise par l'espace compris entre la tige et le limiteur de débit.
Les moyens de mise en vibration cyclique de la tige sont formés par un transducteur comportant un système d'amplification mécanique et relié élastiquement à la tige pour lui transmettre les déformations amplifiées.
Pour le centrage de la tige et des moyens obturateurs au voisinage de l'extrémité de la buse il est prévu un guide annulaire comportant des canaux pour le passage du liquide contre lequel vient s'appuyer la tige de sorte que les moyens obturateurs puissent être déplacés coaxialement avec l'extrémité de la buse.
Les canaux formés dans le collet pour laisser passer le liquide peuvent servir de limiteur de débit.
Le transducteur comporte un empilement de plus de deux composants actifs.
Les composants actifs du transducteur sont formés dans un matériau piézo-électrique.
Les composants actifs du transducteur sont formés dans un matériau magnétostrictif.
La masse du transducteur associée avec la pièce d'amortissement constitue un système dissipatif ayant un temps de réponse très grand par rapport aux durées d'excitation du transducteur, de sorte que les déformations de la tige et les chocs se produisant au niveau du siège n'induisent pas de mise en mouvement du corps du transducteur ; seule l'extrémité du cylindre terminant le transducteur à sa partie supérieure oscille de part et d'autre de la position d'équilibre initiale, ces oscillations étant transmises dans la tige.
Les quantités de carburant délivrées par l'injecteur peuvent être commandées de deux manières consistant à commander un déplacement du clapet :
  • a) au-delà d'une valeur seuil, auquel cas la section débitante par l'ouverture est supérieure à celle du limiteur de débit et le débit de l'injecteur est alors fonction de la pression et de la section de passage du limiteur de débit de sorte que les quantités injectées sont contrôlées précisément par le nombre de cycles d'ouverture du clapet,-
  • b) en dessous de la valeur seuil citée plus haut, la section débitante par l'ouverture est inférieure à celle du limiteur de débit et le débit instantané de l'injecteur est alors fonction à chaque oscillation de la pression et de la section de passage générée par l'ouverture de sorte que les quantités injectées sont contrôlées dans ce cas par l'amplitude de déplacement et par le nombre d'oscillations commandées permettant ainsi de réduire encore la quantité minimale injectée et d'augmenter le taux de nébulisation du liquide.
    • On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
  • la figure 1 représente une vue d'ensemble, en coupe axiale, du dispositif d'injection selon l'invention;
  • les figures 2 et 3 représentent, en vue de dessus, la partie limiteur de débit et la partie guide de la tige situées dans la buse du dispositif d'injection ;
  • la figure 4 représente les déplacements de l'extrémité de la tige par rapport à la buse au cours du temps ;
  • la figure 5 est une vue en coupe axiale représentant l'implantation sur une culasse de l'injecteur représenté à la figure 1 ainsi que les éléments de commandes électriques des céramiques piézo-électriques ;
    • Conformément aux dessins annexés, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. De plus, pour faciliter la lecture de ces dessins, les mêmes pièces portent les mêmes références d'une figure à l'autre.
    En se reportant à la figure 1, on a détaillé le corps de l'injecteur objet de la présente invention. Le corps de l'injecteur comporte essentiellement trois organes distincts coopérant les uns avec les autres.
    Le premier organe se compose du boítier d'injection 15, lequel présente une cavité intérieure 10 destinée à être remplie de carburant sous pression par l'intermédiaire d'un perçage axial 16 d'amenée du carburant venant se connecter à un circuit d'alimentation de fluide sous pression. La cavité 10 débouche à l'extrémité inférieure 6 de la buse 3 par un orifice d'injection 5. Le boítier 15 présente à l'intérieur une partie étagée 11 sur laquelle est disposé un élément d'appui 9 composé dans un matériau amortissant, lequel élément d'appui reçoit la partie arrière 18 d'un transducteur 1.
    Le deuxième organe se compose de moyens aptes à générer des vibrations dans un mode longitudinal à des fréquences ultrasonores tel qu'un transducteur 1, lequel transducteur présente une partie étagée 12 servant d'amplificateur mécanique et se termine dans la partie supérieure par un tube de forme cylindrique 2 dans lequel sont transmises les vibrations provenant du transducteur 1, l'extrémité du tube 2 présente une zone de solidarisation élastique 8 avec une tige 4 décrite plus bas de sorte que les vibrations longitudinales sont transmises dans la tige 4 à partir de son extrémité située dans la zone 8.
    Le troisième organe est constitué par une tige 4 logée mobile axialement à l'intérieur de la buse 3 et dont l'extrémité inférieure de forme tronconique 7 s'étend à l'extérieur de la buse 3. Cette extrémité 7 formant clapet est adaptée pour venir en contact avec la surface intérieure de la buse 3 délimitant l'ouverture inférieure 5 de la buse 3, surface définissant un siège pour ledit clapet, et ainsi pour obturer l'orifice d'injection du carburant.
    L'autre extrémité de la tige 4 est reliée élastiquement au transducteur 1 dans la zone 8 située à l'extrémité du tube 2, la liaison élastique étant assurée dans la masse du matériau par une soudure ou une liaison mécanique avec une précontrainte plus élevée que les contraintes générées dans cette zone pendant le fonctionnement du transducteur.
    Le transducteur 1 est placé coaxialement avec la buse 3 par l'intermédiaire de guides 25 dans la cavité 10 du boítier d'injection sur la pièce d'appui 9 formée dans un matériau à la fois amortissant et élastique. La pièce 9 se termine dans la zone de contact avec la partie étagée 11 du boítier d'injection 15 par une rondelle 14 ayant des caractéristiques de frottement très faibles de sorte que le transducteur 1 puisse être quasiment libre en rotation par rapport à la buse d'injection 3.
    La tige 4, traversant le transducteur 1 jusqu'à son extrémité dans la zone 8, est insérée à travers le guide 27 assurant la coaxialité des moyens obturateurs 7 formant clapet avec le siège 6 dudit clapet 7. Lorsque le clapet 7 rentre en contact avec le siège 6, une précontrainte d'une valeur fixée est exercée entre le transducteur 1 et le boítier d'injection 15, laquelle précontrainte se traduit par une contraction du matériau 9 et une translation supplémentaire de la tige 4 par rapport au transducteur 1. La tige 4 est alors maintenue mécaniquement dans cette position et solidarisée à l'extrémité du tube 2 sur une longueur correspondant à la zone 8. Dans cette zone 8 le tube 2 se compose alors d'une partie pleine constituée du matériau de la tige 4 entourée du matériau de la partie émettrice 19 du transducteur, cette partie émettrice étant choisie préférentiellement dans le même matériau que la tige 4. La pièce 9 exerce une force de rappel élastique tendant à écarter le transducteur 1 de la buse 3 ce qui entraíne l'application de l'extrémité 7 de la tige 4, solidaire du transducteur 1, contre le siège 6.
    La masse du transducteur 1 associée avec la pièce 9 d'amortissement constituent un système dissipatif ayant un temps de réponse très grand par rapport aux durées d'excitation du transducteur 1, de sorte que les déformations de la tige et les chocs se produisant au niveau du siège 6 n'induisent pas de mise en mouvement du corps du transducteur 1, seule l'extrémité du cylindre 2 oscille de part et d'autre de la position d'équilibre initiale, lesquelles oscillations sont transmises dans la tige 4.
    Le transducteur 1 est dimensionné pour transmettre un maximum de contraintes au niveau de la jonction étagée 12 avec le tube ou cylindre 2, ce maximum de contraintes correspondant à un minimum d'amplitude de vibration pour le matériau.
    Le transducteur 1 comporte une zone 17 constituée de composants actifs piézo-électriques ou magnétostrictifs, qui, respectivement sous l'application d'un champ électrique ou magnétique se déforment en épaisseur. Cette partie 17 est prise en sandwich entre deux autres éléments 18 et 19 constitués d'un matériau élastique. La liaison entre les éléments 17, 18 , et 19 est assurée par des moyens de précontrainte telle qu'un axe fileté 20 ou une vis. L'empilement de plusieurs composants actifs 17 permet d'additionner les déformations en épaisseur générées par chacun des anneaux, la déformation résultante du déplacement total de l'empilement d'anneaux restant en dessous de la limite de déformation élastique du moyen de précontrainte 20. La réduction du diamètre de la partie 19 à la partie 2 permet d'amplifier les déformations longitudinales générées dans la partie 19 jusque dans la zone 8 ou s'opère la transmission dans la tige 4.
    Comme indiqué figure 5, le calculateur de contrôle moteur 33 envoie deux impulsions correspondant au début et à la fin de l'injection, pendant cette durée un générateur de fréquence ultrasonore 32 envoie un train d'onde (niveau 5V) à une fréquence donnée en entrée d'un amplificateur 34, lequel permet d'attaquer les céramiques piézo-électriques 17 en tension alternative (de l'ordre de +-60V) à la même fréquence ultrasonore pendant la durée d'injection.
    Sous l'application d'une tension électrique sur les électrodes des céramiques piézo-électriques, celles-ci se déforment et engendrent une contrainte élastique qui se transmet jusqu'à l'extrémité du tube 2 puis cette déformation se propage dans la tige 4 jusqu'à l'extrémité 7 où sont situés les moyens obturateurs..
    L'ensemble composé du transducteur 1 et de la tige 4 est dimensionné pour résonner à la fréquence d'excitation des composants actifs 17 et pour amplifier les déplacements longitudinaux jusqu'au niveau de l'extrémité inférieure de la tige 4.
    La tige 4, obturant initialement l'ouverture 21 par son extrémité 7 formant clapet, se déforme sous l'impulsion qui lui est fournie lorsque l'extrémité du tube 2 se met à osciller. Cette déformation se répartit élastiquement sur toute la longueur de la tige 4 et se réfléchit à l'extrémité de la tige 4 où s'opère l'éjection. La réponse propre de la tige 4 permet de faire osciller l'extrémité 7 et ainsi de faire apparaítre l'ouverture 21 de manière cyclique.
    La figure 4 décrit la variation de position de l'extrémité 7 de la tige 4 (points Ai) par rapport à l'extrémité 6 de la buse 3 (points Bi) pour un cycle d'oscillation de l'ensemble résonateur.
    L'ouverture de la fente annulaire 21 est donc oscillante et égale à l'amplitude de vibration du clapet 7 par rapport à l'extrémité 6 comme l'indique la figure 4. La fréquence d'ouverture de la fente dépend alors de la fréquence d'excitation choisie pour le transducteur 1.
    Le temps d'ouverture minimum du dispositif d'injection est du même ordre que la période d'excitation appliquée au transducteur 1, laquelle excitation peut se faire à quelques dizaines de kilohertz, typiquement 50 kHz, ce qui autorise des temps d'ouverture minimum de l'ordre de 20 µs. Ceci permet de délivrer des micro-quantités de liquide pendant un laps de temps réduit par rapport aux dispositifs d'injection plus classiques où le temps minimum pour opérer l'ouverture et la fermeture du nez d'injection est plutôt de 300 µs.
    En se reportant à la figure 5, on a représenté un mode d'implantation d'un injecteur selon l'invention dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile.
    L'alimentation en carburant du moteur est du type multipoint à commande électronique par lequel chaque chambre de combustion 35 est alimentée directement en carburant par au moins un injecteur de carburant débouchant dans la chambre.
    Le corps de l'injecteur est fixé à la culasse 24 du moteur à son extrémité supérieure par des moyens non figurés, cette extrémité supérieure étant par ailleurs connectée à une conduite d'amenée du carburant 16 également non figurée.
    L'étanchéité au droit du puits 31 de l'injecteur est assurée par un joint torique 29 maintenu en application entre la jonction 11 et la bordure 30 du puits d'injection 31.
    Selon un mode particulier de réalisation de l'injecteur objet de la présente invention, le transducteur 1 comprend un cylindre 18 en acier de diamètre 20 mm et hauteur 25 mm comportant dans sa partie supérieure un axe fileté 20.
    L'axe fileté 20 du cylindre 18 permet de précontraindre des anneaux de céramiques piézo-électriques 17 (diamètre externe 20 mm, diamètre interne 6 mm, épaisseur 2 mm) entre le cylindres 18 et la partie émettrice 19. Les céramiques sont disposées avec des polarisations anti parallèles, des électrodes 13 étant interposées entre chaque paire de céramique.
    Une tige 4 en titane de diamètre 2 mm et comprenant une extrémité conique 7 de diamètre externe 5 mm est insérée dans l'axe du transducteur 1. Une rondelle élastique et amortissante 9 comporte un orifice laissant passer la tige 4 et prend appui sur la surface inférieure 11 de la cavité 10.
    La tige 4 est rendue solidaire du transducteur 1 dans la zone 8 après avoir contraint la rondelle 9 jusqu'à une certaine valeur de précontrainte, le transducteur 1 restant en appui sur la rondelle 9. Cette précontrainte résiduelle permet d'appliquer l'extrémité conique 7 de la tige 4 sur la zone 6 de la buse 3, la force de contact étant alors maintenue par l'élasticité de l'ensemble tige 4 et rondelle 9. La précontrainte appliquée permet d'une part l'étanchéité de l'ouverture 21 de la buse 3 lorsque le fluide 16 est alimenté avec une pression donnée et d'autre part le rattrapage d'usure éventuelle dans la zone de contact du clapet 7 avec la buse 3.
    L'élasticité du matériau dont est formée la rondelle 9 est choisie de sorte qu'il permette de rattraper des variations de longueur entre la tige 4 et la buse 3 dues à des dilatations thermiques sans modification effective de la valeur de la précontrainte assurant l'étanchéité.
    La masse du transducteur et la rigidité de la rondelle 9 sont choisis pour former un système ayant un temps de réponse très grand par rapport aux durées d'excitation du transducteur de l'ordre de 1 à 20 millisecondes au maximum. Le matériau dont est constitué la coupelle peut être à base de polymères ayant un très fort taux d'atténuation des déformations élastiques en dynamique.
    Lorsque l'on applique une tension variable de l'ordre de 60 volts aux bornes des céramiques par l'intermédiaire des électrodes communes 13, les céramiques se déforment en épaisseur et les déformations se transmettent dans l'ensemble de la structure.
    L'amplitude d'oscillation pour une tension de 60 volts appliqués sur chaque électrode est voisine de 20 micromètres, laissant ainsi une ouverture 5 générant un film fluide dont l'épaisseur est du même ordre (20 micromètres). Ce film fluide est fragmenté par la fermeture de l'ouverture 21 qui intervient au bout d'un temps très court ( toutes les 20µs).
    Le dispositif permet ainsi de générer, selon les besoins, de très fines gouttelettes. La modulation de l'amplitude de l'ouverture 21 permet de moduler la taille des gouttes et ainsi le débit avec des temps de réponse de l'ordre de 20 µs.
    Lorsque l'on commande un déplacement du clapet 7 au-delà d'une valeur seuil, la section débitante par l'ouverture 21 est supérieure à celle du limiteur de débit 26 et le débit de l'injecteur est alors fonction de la pression et de la section de passage du limiteur de débit 26. Les quantités injectées sont contrôlées précisément par le nombre de cycles d'ouverture et la taille des gouttes par la valeur du déplacement.
    Lorsque l'on commande un déplacement du clapet 7 en dessous de la valeur seuil citée plus haut, la section débitante par l'ouverture 21 est inférieure à celle du limiteur de débit 26 et le débit instantané de l'injecteur est alors fonction à chaque oscillation de la pression et de la section de passage générée par l'ouverture 21. Les quantités injectées sont contrôlées dans ce cas par l'amplitude de déplacement et par le nombre d'oscillation commandées, la quantité minimale injectée peut encore être réduite et le taux de nébulisation du liquide augmenté.
    Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées selon son esprit.

    Claims (8)

    1. Dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustion interne du type qui comporte un boítier d'injection (15) alimenté en carburant se terminant par une buse cylindrique (3) à l'extrémité de laquelle est ménagé un orifice d'injection (21), un transducteur (1) de mise en vibration cyclique disposé à l'intérieur du boítier et piloté en durée et en intensité par le système électronique de contrôle moteur, et des moyens obturateurs (7) disposés à l'extrémité (6) de la buse (3) rappelés par des moyens élastiques de rappel contre ladite extrémité (6), caractérisé en ce que les moyens élastiques de rappel sont composés d'une part d'une tige (4) traversant le corps du dispositif d'injection jusqu'à une zone (8) où ladite tige est solidaire du transducteur (1) et solidarisant les moyens obturateurs au transducteur, et d'autre part de moyens d'amortissement (9) de l'ensemble solidaire formé par le transducteur (1), la tige (4) et les moyens obturateurs (7) de sorte que les moyens obturateurs sont rappelés contre l'extrémité (6) de la buse, la mise en vibration du transducteur générant une déformation alternée en contraction et dilatation dans la tige (4) de sorte qu'à chaque cycle de vibration la dilatation subie par la tige se traduit par un allongement de ladite tige générant un déplacement des moyens obturateurs (7), solidaires élastiquement de ladite tige, par rapport à l'extrémité de la buse (6), lequel déplacement permet de faire apparaítre pendant la durée du cycle une fente (21) par laquelle est éjecté une quantité de carburant déterminée.
    2. Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce les moyens obturateurs (7) formant clapet sont ramenés contre l'extrémité de la buse (6) après chaque ouverture par la contraction de la tige (4) qui suit la dilatation de ladite tige au cours de chaque cycle de vibration.
    3. Dispositif d'injection de carburant selon les revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les moyens obturateurs formant clapet (7) restent plaqués contre l'extrémité de la buse (6) en dehors des phases de déformations de la tige (4) grâce au moyen de rappel élastique et amortissant (9) ramenant l'ensemble du transducteur (1), de la tige (4) et des moyens obturateurs (7) contre l'extrémité de la buse (6) formant un siège pour le clapet.
    4. Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens obturateurs formés par l'extrémité évasée formant clapet (7) de la tige (4) sont solidaires élastiquement avec ladite tige (4), laquelle tige (4) est montée mobile axialement à l'intérieur du transducteur (1) et est elle-même solidaire élastiquement avec ce même transducteur (1) dans une zone (8) située dans la partie supérieure (2) du transducteur (1).
    5. Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de rappel élastique et amortissant (9) servant à appliquer les moyens obtursteurs (7) contre l,extrémité de la buse (6) et supportant l'ensemble du transducteur (1) et de la tige (4) sont composés dans un matériau permettant d'amortir la transmission de vibrations entre le transducteur (1) et le corps du boítier d'injection (15).
    6. Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse du transducteur (1) associée avec la pièce (9) d'amortissement constituent un système dissipatif ayant un temps de réponse très grand par rapport aux durées d'excitation du transducteur (1), de sorte que les déformations de la tige et les chocs se produisant au niveau du siège (6) n'induisent pas de mise en mouvement du corps du transducteur (1), seule l'extrémité de la partie supérieure (2) du transducteur oscille de part et d'autre de la position d'équilibre initiale, ces oscillations étant transmises dans la tige (4).
    7. Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de rappel élastique et amortissant (9) servant à appliquer les moyens obturateurs (7) contre l'extrémité de la buse (6) permettent de rattraper les jeux éventuels dus aux dilatations thermiques entre le transducteur (1), la tige (4) et la buse (3) sans modification effective de la précontrainte assurant l'étanchéité.
    8. Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les quantités de carburant délivrées par l'injecteur peuvent être commandées de deux manières consistant à commander un déplacement du clapet (7)
      a) au-delà d'une valeur seuil, auquel cas la section débitante par l'ouverture (21) est supérieure à celle du limiteur de débit (26) et le débit de l'injecteur est alors fonction de la pression et de la section de passage du limiteur de débit (26) de sorte que les quantités injectées sont contrôlées précisément par le nombre de cycles d'ouverture du clapet (7),
      b) en dessous de la valeur seuil citée plus haut, la section débitante par l'ouverture (21) est inférieure à celle du limiteur de débit (26) et le débit instantané de l'injecteur est alors fonction à chaque oscillation de la pression et de la section de passage générée par l'ouverture (21) de sorte que les quantités injectées sont contrôlées dans ce cas par l'amplitude de déplacement et par le nombre d'oscillation commandées permettant ainsi de réduire encore la quantité minimale injectée et d'augmenter le taux de nébulisation du liquide.
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