EP3908742A1 - Vanne hydraulique - Google Patents

Vanne hydraulique

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EP3908742A1
EP3908742A1 EP19700460.9A EP19700460A EP3908742A1 EP 3908742 A1 EP3908742 A1 EP 3908742A1 EP 19700460 A EP19700460 A EP 19700460A EP 3908742 A1 EP3908742 A1 EP 3908742A1
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EP
European Patent Office
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rod
zone
sleeve
valve
socket
Prior art date
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EP19700460.9A
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German (de)
English (en)
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EP3908742B1 (fr
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Richard D. ENTERS
Vincent Pichon
Cyrille Lesieur
Jean-Christophe Oge
Laurent Doradoux
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Phinia Delphi Luxembourg SARL
Original Assignee
Delphi Technologies IP Ltd
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Publication date
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Publication of EP3908742B1 publication Critical patent/EP3908742B1/fr
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    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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    • F02M63/0073—Pressure balanced valves

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic valve and more particularly to the valve of a diesel fuel injector.
  • a solenoid valve which opens or closes a leakage channel, thereby enabling pressure to be controlled in a control chamber.
  • Said solenoid valve comprises a rod sliding in a socket mounted tight in a bore provided in the body of the valve, a magnetic armature being fixed at one end of the rod.
  • Said leakage channel opens into an annular groove surrounding the sleeve limiting the tightening of the latter to the end zones of the bore situated on either side of this annular groove.
  • the sleeve is drilled radially so that a hole allows pressurized fuel to pass from the groove inside the sleeve.
  • the rod In the sleeve, the rod is guided along a guide zone extending between said radial hole and the end of the sleeve opposite to the magnetic frame.
  • the pressurized fuel deforms the bushing and the rod and moves it radially so that the latter approaches the bushing or even comes into frank contact and thus prevents correct operation of the valve and injector.
  • DE 10 2016 000 350 describes an injector control valve with a socket in which slides a rod at one end of which is fixed a magnetic armature. The opposite end of the rod comes out of the sleeve and slides into an annular base spaced axially from the sleeve, forming an axial fuel supply space.
  • the rod includes an annular groove which, in the closed state, is located in the annular base: the valve is closed.
  • the armature is attracted by the solenoid
  • the rod moves and the annular groove is positioned in the axial space, this is the open position.
  • An internal channel extends in the rod from the annular groove to the free end face of the rod (opposite the frame). In the open position, the fuel therefore enters the rod or level of the annular groove which is in the axial space, and is discharged through the end face of the rod.
  • EP 2 620 632 discloses an injector control valve comprising a socket in which slides a rod at one end of which is fixed a magnetic armature.
  • the sleeve is mounted tight in a bore provided in the valve body.
  • the socket has two projecting end bearings, thus forming an annular space with the bore between two clamping zones.
  • a radial hole is provided in the bushing to allow pressurized fuel to pass from the annular space inside the bushing.
  • the rod extends over only part of the so-called guide zone extending between the radial hole and the end of the sleeve opposite the magnetic frame.
  • the rod comprises on its guide part two annular grooves.
  • the present invention aims to remedy the drawbacks mentioned above by proposing a hydraulic valve for controlling a fuel injector, the valve comprising a body provided with a bore in which a tubular sleeve is clamped, a valve stem being guided slidingly in the socket.
  • the sleeve extends between a first end and a second end and is clamped in the bore in a first clamping zone and a second clamping zone, said zones being located at opposite ends of the sleeve. Said zones are separated by an annular space provided in the bore and surrounding the socket in which, in use, high pressure fuel arrives and passes inside the socket through a hole passing through the socket, said through hole being arranged in the vicinity of the first clamping zone.
  • the valve stem extends between a first end opening out from the first clamping area and a second end opening out from the second clamping area, and is guided in the sleeve along a guide area extending between the second end of the sleeve and said through hole.
  • the pressurized fluid deforms the bush and moves the rod radially so that said guide zone comprises a convergence zone of length LC in which the forces acting on the rod tend to refocus it in the socket, this convergence zone being proximal to the through hole and, a divergence zone of length LD in which the forces acting on the rod tend to offset it, this divergence zone being proximal to the second end of the socket .
  • the two zones meet along a separation line located in the second clamping zone.
  • the bush and the rod are configured so that the functional sliding clearance defined between them is increased in the divergence zone, the increase in clearance being at a distance between LD / 3 and 2LD / 3 from said line of separation.
  • This annular groove provided in the convergence zone is advantageously positioned at a distance greater than LC / 2 from the separation line, for example in certain variants at a distance greater than or equal to 3LC / 4.
  • this annular groove makes it possible to minimize the friction linked to the formation of a deposit on the rod, while retaining the maximum recentering force.
  • the increase in the functional clearance is achieved by a reduction in the cross section of the rod or / and by an increase in the cross section of the bush.
  • the rod and / or the sleeve is provided with an annular groove defining said increase.
  • the rod and / or the sleeve is provided with a shoulder marking the start of said increase.
  • the rod and / or the sleeve is provided with a truncated cone defining said increase.
  • the invention also covers a fuel injector in which a control valve produced according to the preceding lines is arranged between an actuator holder and an injection nozzle.
  • Figure 1 is an axial section of a fuel injector, as well as a zoom on the injector control valve.
  • Figure 2 (A, B, C, D, E) is an axial section of a prior art control valve, similar to that of Figure 1, along with test and modeling results.
  • FIG. 3 presents a modeling and a 3D view of a valve stem according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 4 presents a 3D model and view of a valve stem according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 5 presents a modeling and a 3D view of a valve stem according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 6 presents a modeling and a 3D view of a valve stem according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 1A A fuel injector 10 forming part of the injection system of an internal combustion engine is shown in FIG. 1A in axial section along a longitudinal axis X.
  • the injector 10 comprises a control valve 12 held tight by a nut d injector 14 between an actuator holder 16 and an injection nozzle 18.
  • the injector includes a high pressure (HP) circuit 20 and a return circuit 22.
  • HP high pressure
  • the HP circuit 20 has a main channel running through the injector from an inlet mouth to injection holes and, a branch branch allowing the supply of a control chamber 24.
  • a passage restriction known by its English acronym NPO, creating a pressure drop between the upstream and downstream, the branch branch extending from the upstream of the NPO towards the control chamber 24.
  • the return circuit 22 departs from said control chamber 24 to extend to an outlet.
  • this return circuit 24 are arranged another restriction, known by the acronym SPO, and the control valve 12 which opens or closes said circuit.
  • control valve 12 more easily detailed by FIGS. 1B and
  • FIG. 2 A comprises a cylindrical body 26 extending along the longitudinal axis X between a first transverse face 28, or upper face, arranged against the injector holder and, a second transverse face 30, or lower face, arranged against the nozzle injection, the HP circuit 20 extending in an eccentric zone of the body 26 and comprising the NPO arranged in the vicinity of the lower face 30.
  • the return circuit 22 comprises a hydraulic bore 32 extending along the longitudinal axis X from a blind bottom 34, close to the underside 30, to an opening 36 located in the center of the bottom 38 of a recess 40 s opening more widely in the upper face 28.
  • an annular groove 42 surrounding said bore 32 is provided in the body, the groove 42 separating a first clamping zone ZS1 situated between the groove 42 and the opening 36 and, a second clamping zone ZS2 situated on the other side of the groove, at the bottom of the bore, between the groove 42 and a lower limit 48 situated before said blind bottom 34.
  • a bushing 50 having a cylindrical tubular wall kept clamped in the two clamping zones ZS1, ZS2, the groove 42 then defining an annular space surrounding the bushing, space into which the said return channel opens.
  • the sleeve 50 extends into the bore from a first end 52 flush with the bottom 38 of the recess to a second end 54 located at the lower limit 48 of the second clamping zone.
  • the sleeve is provided with holes 56 passing through the wall and creating a permanent fluid connection between the annular space of the groove and the interior of the sleeve.
  • the valve 12 further comprises a rod-armature assembly comprising a generally cylindrical rod 58 inserted and crimped in the center of a magnetic armature 60 in the form of a disc.
  • the rod 58 is slidably mounted in the socket 50 and extends from a first end 62 emerging in the recess and to which the magnetic armature 60 is fixed to a second end 64 flush with the second end 54 of the socket .
  • the rod 58 is guided against the inner face of the sleeve along a guide zone ZG located towards the bottom of the bore between the opening of the through holes 56 and the second end 54 of the sleeve.
  • the rod 58 and the sleeve 50 cooperate to define a hydraulic seat 68 and, between this seat 68 and the guide zone ZG, in the part facing the through holes 56, the rod 58 is thinned.
  • Step 1 A coil arranged in the actuator holder 16 is not supplied and, a valve spring arranged in the heart of the coil pushes the rod 58 into the closed position of the seat 68 and closes the return circuit 22.
  • the HP fuel enters the control chamber where the pressure increases pushing the needle to a position preventing fuel injection.
  • Step 2 The coil is powered and generates a magnetic field which attracts and moves the armature 60 and thereby opens the seat 68.
  • the fuel can then leave the control chamber successively passing through the hollow hemisphere, the SPO, the return channel, the groove 42, the hole (s) 56 to exit through the seat 68 in the recess 40 before flowing in the return circuit as far as an outlet mouth.
  • FIG. 2B, 2C illustrate a particular case of a valve whose guide zone is 3 mm long. This valve is representative and lessons can be applied to other valves with other dimensions.
  • FIG. 2B is a graph of the guide zone ZG marked on the abscissa from an origin "0" located in the vicinity of holes 56 to an end of zone ZG "3 mm" located at the second end 54 of the sleeve .
  • On the ordinate are reported the profile of the rod 58 and, the conical profile of the inner face 51 of the sleeve.
  • FIG. 2B represents the situation without pressure.
  • Figure 2C illustrates the same abscissa and ordered these deformed during operation.
  • the functional clearance J passes through a minimum identified by a line M around the abscissa 2 mm, this minimum separating a zone of convergence ZC situated between the origin and this minimum clearance and a zone of divergence ZD situated beyond between this minimum M and the end of the zone.
  • Figure 2D is a modeling of the rod in use, deformed by the fuel pressure but also radially displaced, an edge of the rod therefore being closer to the internal face of the sleeve than the diametrically opposite edge.
  • the radial displacement is made in the direction indicated by the arrow L so that the upper edge AS (in the direction of the figure) is closer to the sleeve than the opposite lower edge AI.
  • This deformation-and-displacement of the rod generates an unequal distribution of pressures along but also around the rod, said pressures generating on the rod non-axisymmetric radial forces generating a torque tending to deform the rod. From the origin (on the left in figure 2D) at the end of the rod (on the right) the pressure undergone by the rod decreases constantly, the extreme zones being both dark.
  • the darkest zone (high pressure) is greater on the upper edge AS than on the lower edge AI, this difference in size of the zones of high pressures resulting in forces which tend to push back the rod of the sleeve and therefore to refocus this zone of convergence ZC in the sleeve.
  • the dark zone is larger (this time the dark zone indicates a zone of low pressure) on the upper edge AS than on the lower edge AI, this difference in size of the zones of low pressures resulting in forces which tend to decenter this zone of divergence ZD when approaching it from the socket.
  • the opposing forces applied to the rod create a torque that deforms the rod or displaces it so that it is biased.
  • FIG. 2E illustrates on a graph having the same abscissa from 0 to 3mm the variation of the pressures P, measured in bar on the ordinate.
  • the curves of the upper edge AS and of the lower edge AI evolving from a high value equal to the origin until canceling out together at the end of the zone ZG, but between these extreme points the curves separate so that, on the upper edge AS, the pressure is higher in the zone of convergence ZC and is lower in the zone of divergence ZD which generates these forces of recentering or offsetting.
  • the functional clearance J is artificially increased in the ZD divergence zone.
  • this increase in functional clearance J is achieved by means of an annular groove 70 produced in the zone of divergence ZD of the rod.
  • FIG. 4 A second embodiment is shown and analyzed in FIG. 4 (A, B, C), the increase in functional clearance J being achieved by clearly reducing the diameter of the end of the rod 58 from a shoulder 72 located, as in the first embodiment at a distance from the limit M of between LD / 3 and 2LD / 3, the final part 74 of the rod located beyond this shoulder 72 being too far from the sleeve to be significantly influenced by the pressure differences.
  • FIG. 4B clearly indicates that in the zone of divergence ZD the forces balance and decrease until they cancel out more quickly than in the case of the groove in FIG. 3.
  • An isometric view of the rod and reinforcement is presented in FIG. 4C making it possible to see the shoulder 72 and the stepped diameter of the part 74 at the end of the rod.
  • FIG. 5 A third embodiment is shown and analyzed in FIG. 5 (A, B, C), the increase in functional clearance J being achieved by decreasing
  • FIG. 5B clearly indicates that in the zone of divergence ZD the forces cancel each other from the start of the zone ZD.
  • An isometric view of the rod and frame is presented in FIG. 5C allowing the conical part 76 to be seen at the end of the rod. It has been noted that for good alignment of the rod, it is advantageous to also modify the configuration of the convergence zone. Two scenarios are described below: they relate to compensation for the offset due to the mechanical force of the spring (variant 1); and the appearance of a deposit (variant 2).
  • FIG. 6 A fourth embodiment of the invention is presented in FIG. 6 (A to E) and in which the rod 58 provided at its second end 64 with a reduced stepped diameter 74, similar to the second embodiment previously presented and shown in FIG. 4 is further provided in the convergence zone ZC with an annular groove 78.
  • the forces applied to the rod are not exclusively due to pressure differences in the functional clearance J between opposite edges AS, AI.
  • the valve spring for example, which is compressed at the heart of the coil and which constantly pushes the rod towards the closed position of the seat 68, does not push exactly along the longitudinal axis X.
  • the direction and intensity of the offset thrust force varies during operation. While the two steps 1 and 2 previously presented succeed and repeat the spring compresses and relaxes at high frequency which varies the direction of the force it applies to the rod and the latter tends to set at an angle in the socket. It then appeared that the forces generated in the ZC convergence zone were reversed and, rather than creating a torque of centering / decentering force between the ZC zones,
  • the rod was only subjected to the influence of diverging forces which tended to press the rod against the bushing and then to block the operation of the valve 12.
  • the arrangement of the annular groove 78 in the area of convergence ZC, close to the line M has the effect of moving the rod away from the wall of the bushing and therefore equalizing the pressures around the rod and therefore the forces applied to it.
  • FIG. 6A This equalization of pressures and forces is clearly shown in FIG. 6A where the different pressures are marked indicated by symmetrical gray areas of equal width at the level of the upper edge AS and at the level of the lower edge AI. This is also reflected in the pressure graph in FIG. 6B where the curves representing the pressures on the edges opposite AS, AI, are almost confused resulting in zero radial forces.
  • the length LC is approximately 2 mm and therefore LC / 3 is a distance of approximately 0.66 mm.
  • Figures 6C and 6D show the profiles of the sleeve and the rod according to the fourth embodiment without pressure (6C) and under pressure (6D). Under pressure, the sleeve and the rod always deform but always remain at a distance from each other.
  • annular groove of the annular groove type 78 of FIG. 6A
  • the annular groove is placed at a distance greater than LC / 2 from the separation line (M).
  • Such an annular groove has the effect of minimizing friction and while retaining the maximum recentering force.
  • a particularly desirable position of the groove is greater than or equal to 3LC / 4.
  • valve stem which comprises, in the guide zone, two increases in functional clearance:
  • the annular groove in the convergence zone is placed according to the indications of variant 1 or of variant 2. It is also possible to envisage a combination of the two grooves, variants 1 and 2) in the convergence zone.
  • the symmetrical arrangements in which the groove 70 of the first mode, or the shoulder 72 and the stepped diameter 74 of the second mode or the conical part 76 of the third mode, is produced in the socket, and no longer in the rod, has a similar effect of increasing the functional clearance J and equalizing the radial forces in the zone of divergence ZD.
  • the combination of the embodiments is also possible, in which part of the increase in clearance J is produced in the rod via a groove, a cone or a stepped diameter and, a complementary part is produced, opposite, in the socket. via another groove, another cone or another stepped diameter, a groove capable of facing another groove or a cone or a stepped diameter.
  • FIGS. 6C and 6D also give dimensions, to be noted by way of example, for the valve presented in which the convergence zone ZC has a length LC of 2 mm and, the zone of divergence ZD has a length LD of 1 mm.
  • the groove 78 has a width of 0.5 mm and is 0.5 mm, ie LC / 4 of the limit M and, in the divergence zone ZC the shoulder 72 being 0.5 mm from the limit M, i.e. LD / 2.
  • FIG. 6E presents an isometric view of the armature and rod assembly produced according to the fourth embodiment.

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Abstract

Une vanne hydraulique comprend une tige (58) guidée coulissante dans une douille le long d'une zone de guidage (ZG) comprenant une zone de convergence (ZC) dans laquelle les forces agissant sur la tige tendent à la recentrer dans la douille et, une zone de divergence (ZD) dans laquelle les forces agissant sur la tige tendent à la désaxer, les deux zones se rejoignant le long d'une ligne de séparation (M) située dans d'une seconde zone de serrage, le jeu fonctionnel de coulissement défini entre la douille et la tige étant accru dans la zone de divergence (ZD).

Description

VANNE HYDRAULIQUE DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention est relative à une vanne hydraulique et plus particulièrement à la vanne d’un injecteur de carburant diesel.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
Dans un injecteur de carburant diesel, les injections sont commandées par une électrovanne qui ouvre ou ferme un canal de fuite permettant ainsi de piloter la pression dans une chambre de contrôle. Ladite électrovanne comprend une tige coulissant dans une douille montée serrée dans un alésage pourvu dans le corps de la vanne, une armature magnétique étant fixée à une extrémité de la tige.
Ledit canal de fuite débouche dans une gorge annulaire entourant la douille limitant le serrage de celle-ci aux zones extrêmes de l’alésage situées de part et d’autre de cete gorge annulaire. De plus la douille est radialement percée de sorte qu’un trou permet à du carburant sous pression de passer de la gorge à l’intérieur de la douille.
Dans la douille, la tige est guidée le long d’une zone de guidage s’étendant entre ledit trou radial et l’extrémité de la douille opposée à l’armature magnétique. Malgré le jeu fonctionnel restreint entre la tige et la douille, en cours d’utilisation le carburant sous pression déforme la douille et la tige et la déplace radialement de sorte que celle-ci se rapproche de la douille voire vienne en contact franc et ainsi empêche le fonctionnement correcte de la vanne et de l’ injecteur.
Le DE 10 2016 000 350 décrit une vanne de commande d'injecteur avec une douille dans laquelle coulisse une tige à une extrémité de laquelle est fixée une armature magnétique. L’extrémité opposée de la tige sort de la douille et glisse dans un socle annulaire espacé axialement de la douille, formant un espace axial d’amenée de carburant. La tige comprend une gorge annulaire qui, à l’état fermé, se trouve dans le socle annulaire : la vanne est fermée. Lorsque l’armature est attirée par le solénoïde, la tige se déplace et la gorge annulaire se positionne dans la l’espace axial, c’est la position d’ouverture. Un canal interne s’étend dans la tige depuis la gorge annulaire jusqu’à la face d’extrémité libre de la tige (à l’opposé de l’armature). En position d’ouverture, le carburant entre donc dans la tige ou niveau de la gorge annulaire qui est dans l’espace axial, et est évacué par la face d’extrémité de la tige.
Le EP 2 620 632 divulgue une vanne de commande d'injecteur comprenant une douille dans laquelle coulisse une tige à une extrémité de laquelle est fixée une armature magnétique. La douille est montée serrée dans un alésage pourvu dans le corps de la vanne. La douille comprend deux paliers d’extrémité en saillie, formant ainsi un espace annulaire avec l’alésage entre deux zones de serrage. Un trou radial est prévu dans la douille pour permettre à du carburant sous pression de passer de l’espace annulaire à l’intérieur de la douille. La tige s’étend sur une partie seulement de la zone dite de guidage s’étendant entre le trou radial et l’extrémité de la douille opposée à l’armature magnétique. La tige comprend sur sa partie de guidage deux gorges annulaires.
RESUME DE L’INVENTION
La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés précédemment en proposant une vanne hydraulique de commande d’un injecteur de carburant, la vanne comprenant un corps pourvu d’un alésage dans lequel est serrée une douille tubulaire, une tige de vanne étant guidée coulissante dans la douille.
La douille s’étend entre une première extrémité et une deuxième extrémité et est serrée dans l’alésage dans une première zone de serrage et une seconde zone de serrage, lesdites zones étant situées aux extrémités opposées de la douille. Lesdites zones sont séparées par un espace annulaire pourvu dans l’alésage et entourant la douille dans lequel, en utilisation, du carburant à haute pression arrive et passe à l’intérieur de la douille par un trou traversant la douille, ledit trou traversant étant agencé au voisinage de la première zone de serrage.
La tige de vanne s’étend entre une première extrémité débouchant de la première zone de serrage et une seconde extrémité débouchant de la seconde zone de serrage, et est guidée dans la douille le long d’une zone de guidage s’étendant entre la seconde extrémité de la douille et ledit trou traversant.
En utilisation, le fluide sous pression déforme la douille et déplace radialement la tige de sorte que ladite zone de guidage comprend une zone de convergence de longueur LC dans laquelle les forces agissant sur la tige tendent à la recentrer dans la douille, cette zone de convergence étant proximale du trou traversant et, une zone de divergence de longueur LD dans laquelle les forces agissant sur la tige tendent à la désaxer, cette zone de divergence étant proximale de la seconde extrémité de la douille. Les deux zones se rejoignant le long d’une ligne de séparation située dans la seconde zone de serrage. La douille et la tige sont configurées de sorte que le jeu fonctionnel de coulissement défini entre ceux- ci est accru dans la zone de divergence, l’accroissement de jeu étant à une distance comprise entre LD/3 et 2LD/3 de ladite ligne de séparation. Une telle mesure constructive permet d’annuler ou d’égaliser les forces dans la zone de divergence. En outre, le jeu fonctionnel de coulissement défini entre la douille et la tige est également accru dans la zone de convergence sous la forme d’une gorge annulaire pourvue dans la tige et/ou la douille.
Cette gorge annulaire pourvue dans la zone de convergence est avantageusement positionnée à une distance supérieure à LC/2 de la ligne de séparation, par exemple dans certaines variantes à une distance supérieure ou égale à 3LC/4.
Ainsi placée, cette gorge annulaire permet de minimiser les frottements liés à la formation d’un dépôt sur la tige, tout en conservant le maximum de force de recentrage.
Par ailleurs, au niveau de la zone de divergence, l’accroissement du jeu fonctionnel est réalisé par une diminution de la section de la tige ou/et par une augmentation de la section de la douille.
Selon un premier mode de réalisation la tige ou/et la douille est pourvue d’une gorge annulaire définissant ledit accroissement.
Selon un deuxième mode de réalisation la tige et/ou la douille est pourvue d’un épaulement marquant le début dudit accroissement.
Selon un troisième mode de réalisation la tige et/ou la douille est pourvue d’un tronc de cône définissant ledit accroissement.
L’invention couvre également un injecteur de carburant dans lequel une vanne de contrôle réalisée selon les lignes précédentes est agencée entre un porte actionneur et une buse d’injection. 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.
La figure 1 (A et B) est une section axiale d’un injecteur de carburant, ainsi qu’un zoom sur la vanne de contrôle de l’injecteur.
La figure 2 (A, B, C, D, E) est une section axiale d’une vanne de contrôle de l’art antérieur, similaire à celle de la figure 1, ainsi que des résultats d’essais et de modélisation.
La figure 3 (A, B, C) présente une modélisation et une vue 3D d’une tige de vanne selon un premier mode de réalisation de l’invention.
La figure 4 (A, B, C) présente une modélisation et une vue 3D d’une tige de vanne selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La figure 5 (A, B, C) présente une modélisation et une vue 3D d’une tige de vanne selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
La figure 6 (A, B, C, D, E) présente une modélisation et une vue 3D d’une tige de vanne selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES
Un injecteur de carburant 10 faisant parti du système d’injection d’un moteur à combustion interne est représenté en figure 1 A en section axiale selon un axe longitudinal X. L’injecteur 10 comprend une vanne de contrôle 12 maintenue serrée par un écrou d’injecteur 14 entre un porte actionneur 16 et une buse d’injection 18.
L’injecteur comprend un circuit haute pression (HP) 20 et un circuit de retour 22.
Le circuit HP 20 a un canal principal parcourant l’injecteur depuis une bouche d’entrée jusqu’à des trous d’injection et, une branche de dérivation permettant l’alimentation d’une chambre de contrôle 24. Dans ledit canal principal est agencé une restriction de passage, connue sous son acronyme anglais NPO, créant une chute de pression entre l’amont et l’aval, la branche de dérivation s’étendant depuis l’amont du NPO vers la chambre de contrôle 24. Le circuit de retour 22 repart de ladite chambre de contrôle 24 pour s’étendre jusqu’à une bouche de sortie. Dans ce circuit de retour 24 sont arrangées une autre restriction, connue sous l’acronyme anglais SPO, et la vanne de contrôle 12 qui ouvre ou ferme ledit circuit. Lorsque celui-ci est fermé, la pression dans la chambre de contrôle augmente repoussant une aiguille dans une position empêchant l’injection de carburant et, lorsque la vanne 12 ouvre le circuit de retour 22 le carburant sous pression peut s’échapper de la chambre de contrôle dans laquelle la pression chute permettant à l’aiguille de se déplacer vers une position d’injection du carburant.
La vanne de contrôle 12, plus facilement détaillée par les figures IB et
2 A comprend un corps cylindrique 26 s’étendant selon l’axe longitudinal X entre une première face 28 transverse, ou face supérieure, agencée contre le porte injecteur et, une seconde face 30 transverse, ou face inférieure, agencée contre la buse d’injection, le circuit HP 20 s’étendant dans une zone excentrée du corps 26 et comprenant le NPO arrangé au voisinage de la face inférieure 30.
Le circuit de retour 22 comprend un alésage hydraulique 32 s’étendant selon l’axe longitudinal X depuis un fond aveugle 34, proche de la face inférieure 30, jusqu’à une ouverture 36 située au centre du fond 38 d’un évidement 40 s’ouvrant plus largement dans la face supérieure 28. De plus une gorge annulaire 42 entourant ledit alésage 32 est pourvu dans le corps, la gorge 42 séparant une première zone de serrage ZS1 située entre la gorge 42 et l’ouverture 36 et, une seconde zone de serrage ZS2 située de l’autre côté de la gorge, au fond de l’alésage, entre la gorge 42 et une limite inférieure 48 située avant ledit fond aveugle 34.
Dans la face inférieure 30 du corps s’ouvre un hémisphère creux en liaison direct avec la chambre de contrôle 24 et duquel part un canal restreint formant le SPO qui rejoint un canal de retour s’étendant en biais dans le corps depuis une extrémité inférieure bouchée jusqu’à la gorge 42 entourant l’alésage 32.
Dans l’alésage 32 est insérée une douille 50 ayant une paroi tubulaire cylindrique maintenue serrée dans les deux zones de serrage ZS1, ZS2, la gorge 42 définissant alors un espace annulaire entourant la douille, espace dans lequel débouche ledit canal de retour. La douille 50 s’étend dans l’alésage depuis une première extrémité 52 affleurant avec le fond 38 de l’évidement jusqu’à une seconde extrémité 54 située au niveau de la limite inférieure 48 de la seconde zone de serrage. De plus, la douille est pourvue de trous 56 traversant la paroi et créant une liaison fluidique permanente entre l’espace annulaire de la gorge et l’intérieur de la douille.
La vanne 12 comprend de plus un ensemble tige-armature comprenant une tige 58 globalement cylindrique insérée et sertie au centre d’une armature magnétique 60 en forme de disque. La tige 58 est montée glissante dans la douille 50 et s’étend depuis une première extrémité 62 émergeant dans l’évidement et à laquelle est fixée l’armature magnétique 60 jusqu’à une seconde extrémité 64 affleurant avec la seconde extrémité 54 de la douille.
La tige 58 est guidée contre la face intérieure de la douille le long d’une zone de guidage ZG située vers le fond de l’alésage entre l’ouverture des trous traversant 56 et la seconde extrémité 54 de la douille. Au niveau de l’ouverture dans l’évidemment, la tige 58 et la douille 50 coopèrent pour définir un siège hydraulique 68 et, entre ce siège 68 et la zone de guidage ZG, dans la partie faisant face aux trous traversant 56, la tige 58 est amincie.
Le fonctionnement de l’injecteur 10 est maintenant résumé en deux étapes clés :
Etape 1 Une bobine agencée dans le porte actionneur 16 n’est pas alimentée et, un ressort de vanne agencé au cœur de la bobine repousse la tige 58 en position fermée du siège 68 et obture le circuit de retour 22. Le carburant HP entre dans la chambre de contrôle où la pression augmente repoussant l’aiguille vers une position empêchant l’injection de carburant.
Etape 2 La bobine est alimentée et génère un champ magnétique qui attire et déplace l’armature 60 et par là même ouvre le siège 68. Le carburant peut alors sortir de la chambre de contrôle en passant successivement par l’hémisphère creux, le SPO, le canal de retour, la gorge 42, le (ou les) trou 56 pour sortir par le siège 68 dans l’évidement 40 avant de s’écouler dans le circuit de retour jusque vers une bouche de sortie.
Toute les figures du type de la figure 2B, 2C illustrent un cas particuliers de vanne dont la zone de guidage mesure 3 mm de long. Cette vanne est représentative et les enseignements peuvent être appliqués à d’autres vannes ayant d’autres dimensions.
La figure 2B est un graphe de la zone de guidage ZG repérée en abscisse depuis une origine « 0 » située au voisinage de trous 56 jusqu’à une fin de zone ZG « 3 mm » située au niveau de la seconde extrémité 54 de la douille. En ordonnée sont reportés le profil de la tige 58 et, le profil conique de la face intérieure 51 de la douille. Ainsi le jeu fonctionnel radial J de guidage entre la tige et la douille diminue régulièrement. La figure 2B représente la situation hors pression.
En cours d’utilisation, alors que les deux étapes ci-dessus indiquées se succèdent et se répètent à haute fréquence du carburant à haute pression déforme la douille et la tige et, déplace radialement la tige.
La figure 2C illustre selon les mêmes abscisses et ordonnées ces déformés en cours de fonctionnement. Le jeu fonctionnel J passe par un minimum repéré par une ligne M aux alentours de l’abscisse 2 mm, ce minimum séparant une zone de convergence ZC située entre l’origine et ce jeu minimum et une zone de divergence ZD située au-delà entre ce minimum M et la fin de zone.
La figure 2D est une modélisation de la tige en cour d’utilisation, déformée par la pression du carburant mais également radialement déplacée, une arête de la tige se trouvant donc plus proche de la face interne de la douille que l’arête diamétralement opposée. Dans la modélisation de la figure 2D le déplacement radial se fait dans le sens indiqué par la flèche L de sorte que l’arête supérieure AS (dans le sens de la figure) est plus proche de la douille que l’arête inférieure AI opposée. Cette déformation-et-déplacement de la tige engendre une répartition inégale des pressions le long mais également autour de la tige, lesdites pressions générant sur la tige des forces radiales non-axisymétrique engendrant un couple tendant à déformer la tige. De l’origine (à gauche sur la figure 2D) au bout de la tige (à droite) la pression subit par la tige diminue constamment, les zones extrêmes étant toutes deux sombres.
Ainsi on observe que, dans la zone de convergence ZC, la zone la plus sombre (forte pression) est plus grande sur l’arête supérieure AS que sur l’arête inférieure AI, cette différence de taille des zones de fortes pressions résultant en des forces qui tendent à repousser la tige de la douille et donc à recentrer cette zone de convergence ZC dans la douille.
Par contre, dans la zone de divergence ZD, la zone sombre est plus grande (cette fois la zone sombre indique une zone de faible pression) sur l’arête supérieur AS que sur l’arête inférieure AI, cette différence de taille des zones de faibles pressions résultant en des forces qui tendent à décentrer cette zone de divergence ZD en l’approchant de la douille.
Les forces contraires appliquées à la tige créent un couple déformant la tige ou la déplaçant de sorte qu’elle se mette en biais.
La figure 2E illustre sur un graphe ayant la même abscisse de 0 à 3mm la variation des pressions P, mesurées en bar en ordonnée. Les courbes de l’arête supérieure AS et de l’arête inférieure AI évoluant d’une forte valeur égale à l’origine jusqu’à s’annuler ensemble en fin de zone ZG, mais entre ces points extrêmes les courbes se séparent de sorte que, sur l’arête supérieure AS, la pression est supérieure dans la zone de convergence ZC et est inférieure dans la zone de divergence ZD ce qui engendre ces forces de recentrage ou de désaxage.
Dans le but de réduire, voire d’annuler ou d’égaliser les forces dans la zone de divergence ZD le jeu fonctionnel J est augmenté artificiellement dans la zone de divergence ZD.
Selon un premier mode de réalisation représenté et analysé en figure 3
(A, B, C), cette augmentation de jeu fonctionnel J est réalisée au moyen d’une gorge annulaire 70 réalisée dans la zone de divergence ZD de la tige. En éloignant artificiellement l’arête supérieure AS de la douille dans une partie de la tige où les pressions sont déjà faibles, les faces de la tige et de la douille se trouvent trop éloignées les unes des autres et les pressions n’engendrent plus de forces remarquables. Ne demeurent sur la tige 58 que les forces dans la zone de convergence ZC qui tendent à recentrer la tige et donc à s’équilibrer entre les arêtes opposées. Une vue isométrique de la tige et armature est présentée en figure 3C permettant de voir cette gorge 70 en bout de tige.
Plusieurs essais et modélisations ont été menés qui ont démontrés que l’endroit optimal pour placer la gorge et donc cette augmentation du jeu fonctionnel J est à une distance de LD/2 de la limite M marquant la limite entre les zones de convergences ZC et de divergence ZD, LD étant la longueur de la zone de divergence ZD soit environ 1 mm dans l’exemple choisi. Ces essais et modélisations ont montrés qu’un résultat acceptable était obtenu si la gorge 70 se trouvait à une distance de la limite M comprise entre LD/3, soit un peu plus près de la limite M, et 2LD/3, un peu plus loin. Au-delà de cette zone [LD/3 - 2LD/3] l’effet recherché d’annulation des forces de décentrage n’est pas obtenu.
Le graphe de la figure 3B indique clairement que dans la zone de divergence ZD les forces se compensent et s’équilibrent formant un palier puis diminuant jusqu’à s’annuler.
Un second mode de réalisation est représenté et analysé en figure 4 (A, B, C), l’augmentation de jeu fonctionnel J étant réalisée en diminuant nettement le diamètre du bout de la tige 58 depuis un épaulement 72 située, comme dans le premier mode de réalisation à une distance de la limite M comprise entre LD/3 et 2LD/3, la partie 74 finale de la tige située au-delà de cet épaulement 72 se trouvant trop éloignée de la douille pour être influencée de manière significative par les différences de pression.
Le graphe de la figure 4B indique clairement que dans la zone de divergence ZD les forces s’équilibrent et diminuent jusqu’à s’annuler plus rapidement que dans le cas de la gorge de la figure 3. Une vue isométrique de la tige et armature est présentée en figure 4C permettant de voir l’ épaulement 72 et le diamètre étagé de la partie 74 en bout de tige.
Un troisième mode de réalisation est représenté et analysé en figure 5 (A, B, C), l’augmentation de jeu fonctionnel J étant réalisée en diminuant
progressivement le diamètre du bout de la tige 58 en réalisant une fin conique 76 dont la section la plus large de raccordement avec le reste de la tige est située, juste au niveau de la limite M de sorte que l’augmentation du jeu fonctionnel ne devient significatif qu’à distance de ladite limite M entre LD/3 et 2LD/3, la surface de la partie conique 76 finale se trouvant trop éloignée de la douille pour être influencée de manière significative par les différences de pression.
Le graphe de la figure 5B indique clairement que dans la zone de divergence ZD les forces s’annulent dès le début de la zone ZD. Une vue isométrique de la tige et armature est présentée en figure 5C permettant de voir la partie conique 76 en bout de tige. Il a été remarqué que pour un bon alignement de la tige, il est avantageux de modifier également la configuration de la zone de convergence. Deux cas de figure sont décrits ci-dessous : ils concernent la compensation du désaxage lié à la force mécanique du ressort (variante 1) ; et à l’apparition d’un dépôt (variante 2).
Variante 1
Un quatrième mode de réalisation de l’invention est présenté en figure 6 (A à E) et dans lequel la tige 58 pourvue à sa seconde extrémité 64 d’un diamètre étagé 74 réduit, similaire au second mode de réalisation précédemment présenté et représenté en figure 4, est de plus pourvu dans la zone de convergence ZC d’une gorge annulaire 78.
Les forces appliquées à la tige ne sont pas exclusivement dues aux différences de pression dans le jeu fonctionnel J entre des arêtes opposées AS, AI. Le ressort de vanne, par exemple, qui est comprimé au cœur de la bobine et qui pousse en permanence la tige vers la position fermée du siège 68, ne pousse pas exactement selon l’axe longitudinal X. Le sens et l’intensité du désaxage de la force de poussée varie en cours de fonctionnement. Alors que les deux étapes 1 et 2 précédemment présentées se succèdent et se répètent le ressort se comprime et de détend à haute fréquence ce qui fait varier la direction de la force qu’il applique à la tige et celle-ci a tendance à se mettre de biais dans la douille. Il est alors apparu que les forces générées dans la zone de convergence ZC s’inversaient et, plutôt que de créer un couple de force centrage/décentrage entre les zones ZC,
ZD, la tige se trouvait uniquement soumise à l’influence de forces divergentes qui tendaient à plaquer la tige contre la douille et alors à bloquer le fonctionnement de la vanne 12. Dans ce sens, l’agencement de la gorge annulaire 78 dans la zone de convergence ZC, proche de la ligne M, a pour effet d’éloigner la tige de la paroi de la douille et donc d’égaliser les pressions autour de la tige et donc les forces appliquées à celle-ci.
Cette égalisation des pressions et des forces est clairement montrée par la figure 6A où les différentes pressions sont repérées indiquées par des zones grisées symétriques d’égale largeur au niveau de l’arête supérieure AS et au niveau de l’arrête inférieure AI. Cela se traduit également sur le graphe des pressions en figure 6B où les courbes représentatives des pressions sur les arêtes opposées AS, AI, sont quasiment confondues résultant en des forces radiales nulles.
Pour contrer cet effet, plusieurs essais et modélisations ont été menés qui ont démontré que l’endroit optimal pour placer la gorge 78 et donc cette augmentation du jeu fonctionnel J dans la zone de convergence ZC est à une distance de LC/3 de la limite M marquant la limite entre les zones de
convergences ZC et de divergence ZD, LC étant la longueur de la zone de convergence ZC.
Dans l’exemple présenté la longueur LC est environ de 2 mm et donc LC/3 est une distance d’environ 0,66 mm. Ces essais et modélisations ont également montrés qu’un résultat acceptable était obtenu si la gorge 78 se trouvait à une distance de la limite M comprise entre LC/4, soit un peu plus près de la limite M, et LC/2, un peu plus loin. Au-delà de cette zone [LC/4 - LC/2] l’effet recherché d’annulation des forces de décentrage n’est pas obtenu.
Les figures 6C et 6D présentent les profils de la douille et de la tige selon le quatrième mode de réalisation hors toute pression (6C) et sous pression (6D). Sous pression, la douille et la tige se déforment toujours mais restent toujours à distance l’une de l’autre.
Variante 2
Des essais ont montré qu’une autre problématique de l’alignement de la tige 58 de vanne dans la douille 50 est liée à la formation d’un dépôt sur la tige de valve. Ce dépôt est dû à la dégradation du carburant liée à la température et/ou à différents types d’additifs dans le carburant diesel. Le dépôt, généralement visqueux, génère un frottement proportionnel à un coefficient de frottement, à la section de la tige 58 et à la longueur de la zone de guidage (LC+LD).
Dans ce contexte, il est apparu avantageux de positionner une gorge annulaire (du type de la gorge annulaire 78 de la Fig.6A) dans la zone de convergence ZC, dans la région où la différence de champs de pressions entre les deux côtés de la tige 58 (entre les deux arêtes AI et AS) est faible. Ainsi, la gorge annulaire est placée à une distance supérieure à LC/2 de la ligne de séparation (M). Une telle gorge annulaire a pour effet de minimiser les frottements et tout en conservant le maximum de force de recentrage. Selon les configurations, une position particulièrement souhaitable de la gorge est supérieure ou égale à 3LC/4.
Les deux effets présentés aux variantes 1 et 2 peuvent coexister, mais il a été observé en pratique que la problématique du dépôt est prépondérante. Il est donc souhaitable de compenser l’effet de ce dépôt de manière prioritaire. Ainsi on aura plus particulièrement une tige de valve qui comprend, dans la zone de guidage, deux accroissements de jeu fonctionnel :
- un accroissement de jeu dans la zone de divergence, sous la forme d’une gorge ou autres types de configuration présentés ci-dessus; et
- une gorge annulaire dans la zone de convergence, à une distance supérieure à LC/2 (conformément à la variante 2).
On comprendra toutefois que selon le type d’effet à contrer, la gorge annulaire dans la zone de convergence est placée selon les indications de la variante 1 ou de la variante 2. On peut encore envisager une combinaison des deux gorges variantes 1 et 2) dans la zone de convergence.
Reste à noter que plusieurs alternatives aux modes de réalisation présentés ne sont pas représentés bien que faisant partie de l’invention.
Ainsi les arrangements symétriques dans lequel la gorge 70 du premier mode, ou l’épaulement 72 et le diamètre étagé 74 du deuxième mode ou la partie conique 76 du troisième mode, est réalisé dans la douille, et non plus dans la tige, a un effet similaire d’augmentation du jeu fonctionnel J et d’égalisation des forces radiales dans la zone de divergence ZD. La combinaison des modes de réalisation est également possible, dans lesquels une partie de l’augmentation du jeu J est réalisée dans la tige via une gorge, un cône ou un diamètre étagé et, une partie complémentaire est réalisée, en face, dans la douille via une autre gorge, un autre cône ou un autre diamètre étagé, une gorge pouvant faire face à une autre gorge ou à un cône ou à un diamètre étagé.
Il en va de même pour le quatrième mode de réalisation, des résultats similaires peuvent être ateint en remplaçant la gorge 78 dans la tige par une gorge symétrique réalisée dans la douille voire, combiner une gorge dans la tige faisant face à une gorge dans la douille.
Les figures 6C et 6D donnent également des dimensions, à relever à titre d’exemple, pour la vanne présentée dans laquelle la zone de convergence ZC a une longueur LC de 2 mm et, la zone de divergence ZD a une longueur LD de 1mm.
Dans la zone de convergence, la gorge 78 a une largeur de 0,5mm et est à 0,5mm, soit LC/4 de la limite M et, dans la zone de divergence ZC l’épaulement 72 étant à 0,5 mm de la limite M, soit LD/2.
La figure 6E présente une vue isométrique de l’ensemble armature et tige réalisé selon le quatrième mode de réalisation.
REFERENCES
X axe longitudinal
NPO restriction
SPO restriction
J jeu fonctionnel
ZS 1 première zone de serrage
ZS2 seconde zone de serrage
ZG zone de guidage
ZC zone convergente
ZD zone divergente
M ligne de séparation
AS arête de la tige
AI arête de la tige
P pression
10 injecteur
12 vanne de contrôle
14 écrou d'injecteur
16 porte actionneur
18 buse d'injection
20 circuit HP
22 circuit de retour
24 chambre de contrôle
26 corps de vanne
28 première face - face supérieure 30 seconde face - face inférieure
32 alésage
34 fond aveugle
36 ouverture
38 fond de l'évidement
40 évidement
42 gorge
48 limite inférieure de la seconde zone de serrage 50 douille
51 face intérieure de la douille
52 première extrémité de la douille
54 seconde extrémité de la douille
56 trou
58 tige
60 armature
62 première extrémité de la tige
64 seconde extrémité de la tige
68 siège
70 gorge
72 épaulement
74 diamètre étagé
76 partie conique
78 gorge

Claims

REVENDICATIONS :
1. Vanne hydraulique (12) de commande d’un injecteur (10) de carburant, la vanne comprenant un corps (26) pourvu d’un alésage (32) dans lequel est serrée une douille (50) tubulaire, une tige (58) de vanne étant guidée coulissante dans la douille,
la douille (50) s’étendant entre une première extrémité (62) et une deuxième extrémité (64) et étant serrée dans l’alésage dans une première zone de serrage (ZS1) et une seconde zone de serrage (ZS2), lesdites zones étant situées aux extrémités opposées de la douille, lesdites zones étant séparées par un espace annulaire (42) pourvu dans l’alésage et entourant la douille dans lequel, en utilisation, du carburant à haute pression arrive et passe à l’intérieur de la douille par un trou (56) traversant la douille, ledit trou traversant étant agencé au voisinage de la première zone de serrage et,
la tige de vanne s’étendant entre une première extrémité (62) débouchant de la première zone de serrage (ZS1) et une seconde extrémité (64) débouchant de la seconde zone de serrage (ZS2), et étant guidée dans la douille le long d’une zone de guidage (ZG) s’étendant entre la seconde extrémité (54) de la douille et ledit trou traversant,
caractérisée en ce que
ladite zone de guidage comprend une zone de convergence (ZC) de longueur LC dans laquelle, en utilisation, les forces agissant sur la tige tendent à la recentrer dans la douille, cette zone de convergence étant proximale du trou traversant et, une zone de divergence (ZD) de longueur LD dans laquelle les forces agissant sur la tige tendent à la désaxer, cette zone de divergence étant proximale de la seconde extrémité de la douille, les deux zones se rejoignant le long d’une ligne de séparation (M) située dans la seconde zone de serrage ;
en ce que la douille et la tige sont configurées de sorte que le jeu fonctionnel (J) de coulissement défini entre ceux-ci est accru dans la zone de divergence (ZD), ledit accroissement de jeu (J) étant à une distance comprise entre LD/3 et 2LD/3 de ladite ligne de séparation (M) ;
et en ce que le jeu fonctionnel (J) de coulissement défini entre la douille et la tige est également accru dans la zone de convergence (ZC) sous la forme d’une gorge annulaire pourvue dans la tige (58) et/ou la douille (50), positionnée à une distance supérieure à LC/2 de ladite ligne de séparation (M).
2. Vanne hydraulique (12) selon la revendication 1, dans laquelle ladite gorge annulaire pourvue dans la zone de convergence (ZC) est à une distance supérieure ou égale à 3LC/4 de ladite ligne de séparation (M).
3. Vanne hydraulique (12) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle
G accroissement du jeu fonctionnel (J) est réalisé par une diminution de la section de la tige (58) ou/et par une augmentation de la section de la douille (50).
3. Vanne hydraulique (12) selon la revendication 3 dans laquelle la tige (58) ou/et la douille (50) est pourvue d’une gorge annulaire (70) définissant ledit accroissement.
4. Vanne hydraulique (12) selon la revendication 3 dans laquelle la tige et/ou la douille est pourvue d’un épaulement (72) marquant le début dudit accroissement.
5. Vanne hydraulique (12) selon la revendication 3 dans laquelle la tige et/ou la douille est pourvue d’un tronc de cône (76) définissant ledit
accroissement.
6. Injecteur de carburant (10) dans lequel une vanne de contrôle (12) réalisée selon l’une quelconque des revendications précédentes est agencée entre un porte actionneur (16) et une buse d’injection (18).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2620632A1 (fr) * 2012-01-26 2013-07-31 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Vanne de contrôle
EP2960485A1 (fr) * 2014-06-24 2015-12-30 Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. Vanne de controle
WO2016062639A1 (fr) * 2014-10-20 2016-04-28 Delphi International Operations Luxembourg S.À R.L. Injecteur de carburant

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004186A1 (de) * 2011-02-16 2012-08-16 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzkomponente
DE102016000350A1 (de) * 2016-01-15 2017-03-02 L'orange Gmbh Kraftstoffinjektor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2620632A1 (fr) * 2012-01-26 2013-07-31 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Vanne de contrôle
EP2960485A1 (fr) * 2014-06-24 2015-12-30 Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. Vanne de controle
WO2016062639A1 (fr) * 2014-10-20 2016-04-28 Delphi International Operations Luxembourg S.À R.L. Injecteur de carburant

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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