FR2908835A1 - Injecteur de carburant pour moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Cet injecteur de carburant (70) pour moteur à combustion interne comporte- un corps d'injecteur (12) formant un orifice d'injection,- une tige (26) vibrante solidaire d'une masse (30) et terminée par une tête d'obturation (28) dudit orifice d'injection,- des moyens (76) de mise en vibration de ladite tige (26) de manière à alternativement ouvrir et fermer l'orifice d'injection, et- un piston (50) apte à coulisser de manière à bloquer la masse (30) en fonction de la force exercée sur le piston (50) depuis une chambre hydraulique de commande de blocage (54) de la masse, cette chambre (54) comportant un orifice d'entrée (56) et un orifice de sortie (62) distincts à travers lesquels elle est en communication de fluide uniquement avec un orifice d'alimentation (20) en carburant dudit injecteur et ledit orifice d'injection (20), respectivement.

Description

1 Injecteur de carburant pour moteur à combustion interne La présente

invention se rapporte à un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne, notamment Diesel, destiné notamment à être mis en oeuvre dans un véhicule automobile. Un moteur à combustion interne classique comprend au rnoins un cylindre dans lequel un piston coulisse entre deux positions extrêmes. Le piston délimite avec le cylindre et une culasse une chambre de combustion. Dans un tel moteur à combustion interne, un injecteur a pour fonction de fournir du carburant pulvérisé finement à la chambre de combustion du moteur à combustion interne. On connaît de la demande de brevet FR 05 12894 au nom du demandeur, un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne notamment du type à aiguille entrante ou du type à aiguille sortante, comportant - un corps d'injecteur formant notamment une buse terminée par un orifice d'injection, - des moyens d'obturation de l'orifice d'injection du corps d'injecteur, les moyens d'obturation comportant une tige vibrante terminée par une tête d'obturation de l'orifice d'injection, - des moyens de rappel des moyens d'obturation en position d'obturation de l'orifice d'injection, et - des moyens de mise en vibration longitudinale cyclique de la tige et/ou de la buse de manière à alternativement ouvrir et fermer l'orifice d'injection. L'injecteur de carburant décrit dans la demande FR 05 12894 comporte en outre des moyens de blocage sélectivement activables de la tige par rapport au corps d'injecteur. Dans cette demande de brevet, les moyens de blocage sont réalisés sous la forme d'un piston coulissant selon une direction perpendiculaire à l'axe de la tige dont la position est commandée au moyen d'une chambre hydraulique de commande en communication de fluide avec un orifice d'alimentation en carburant de l'injecteur et apte à être mise en communication de fluide avec un orifice d'évacuation du carburant hors de l'injecteur. L'injecteur selon la demande de brevet FR 05 12894 comprend en outre des moyens de commande de la montée ou de la baisse rapide de la pression dans la chambre hydraulique de commande du type magnétostrictif ou électromagnétique ou électrostrictif ou piézoélectrique.

2908835 2 Avec un tel injecteur, lorsque les moyens de blocage de la tige par rapport au corps de l'injecteur sont activés, la tige n'oscille pas et, donc, on exclut tout risque de résonance de la tige aux fréquences de vibrations du moteur, ce qui assure le contrôle de l'injection. Pour éviter les problèmes liés à la dilatation différentielle de la 5 tige et du corps de l'injecteur, les moyens de blocage de la tige peuvent être désactivés. Dans ce cas, les moyens de rappel des moyens d'obturation permettent de repositionner les moyens d'obturation dans une position où la tige est déchargée des contraintes dues à la dilatation différentielle de la tige par rapport au corps. Un tel injecteur permet en outre de réaliser la relaxation du blocage à 10 n'importe quel moment de l'injection si cela se révèle nécessaire. Cependant, un tel dispositif présente l'inconvénient d'être complexe et coûteux du fait, notamment, de la mise en oeuvre de moyens de commande du type magnétostrictif, électromagnétique, électrostrictif ou piézoélectrique pour la commande de la montée ou de la baisse rapide de la pression dans la chambre de commande de la position du piston de 15 blocage. Le but de l'invention est de proposer un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne, notamment du type Diesel, ne présentant pas les défauts susnommés de complexité et de coût mais cependant apte à assurer une injection de carburant sous formes de fines gouttelettes mieux contrôlée par rapport aux 20 contraintes thermiques de l'environnement de l'injecteur. On atteint ce but de l'invention au moyen d'un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne, notamment du type à aiguille entrante ou du type à aiguille sortante, comportant - un corps d'injecteur formant notamment une buse terminée par un orifice d'injection, - des moyens d'obturation dudit orifice d'injection dudit corps d'injecteur, lesdits moyens d'obturation comportant une tige vibrante solidaire d'une masse et terminée par une tête d'obturation dudit orifice d'injection, - des moyens de rappel desdits moyens d'obturation en position d'obturation dudit orifice d'injection, - des moyens de mise en vibration longitudinale cyclique de ladite tige et/ou de ladite buse de manière à alternativement ouvrir et fermer l'orifice d'injection, et 25 30 2908835 3 - un piston apte à coulisser dans un cylindre entre une position de blocage de ladite masse et une position dans laquelle ladite masse est apte à se déplacer, ledit piston et ledit cylindre délimitant une chambre hydraulique de commande de blocage de la masse, le mouvement du 5 piston vers sa position de blocage de ladite masse étant commandé par la force exercée sur ledit piston depuis ladite chambre hydraulique de commande de blocage. L'injecteur selon l'invention est remarquable en ce que ladite chambre hydraulique de commande de blocage comporte au moins un orifice d'entrée et au 10 moins un orifice de sortie distincts à travers lesquels elle est en communication de fluide uniquement avec ledit orifice d'alimentation et ledit orifice d'injection, respectivement. Ainsi, comme il apparaîtra plus clairement au regard de la description de l'invention qui va suivre, la commande de la montée ou de la baisse rapide de la 15 pression dans la chambre hydraulique de commande de blocage est réalisée sans avoir recours à un organe de commande supplémentaire. En effet, le blocage et le relâchement de la masse sont commandés par l'obturation ou l'ouverture de l'orifice d'injection par la tête d'obturation de la tige. Ainsi, on commande de manière régulière le blocage et le relâchement de la masse, ce qui permet d'éviter les effets 20 néfastes des dilatations différentielles qui peuvent apparaître au sein d'un injecteur classique. De préférence, l'injecteur de carburant pour moteur à combustion interne selon l'invention présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises en combinaison : 25 - un ressort de relâchement de ladite masse est disposé dans l'espace dudit cylindre opposé, par rapport audit piston, à ladite chambre hydraulique de commande de blocage ; - ledit cylindre et ledit piston délimitent également: une chambre hydraulique de commande de relâchement de ladite masse par ledit piston, ladite chambre hydraulique de commande de relâchement étant opposée, par rapport audit piston, à ladite chambre hydraulique de commande de blocage ; - ladite chambre hydraulique de commande de relâchement comporte au moins un orifice d'entrée qui est en communication de fluide avec ledit orifice d'alimentation en carburant dudit injecteur ; 30 35 2908835 4 - lesdits orifices d'entrée desdites chambres hydrauliques de commande de blocage et de relâchement sont en communication de fluide avec ledit orifice d'alimentation de l'injecteur au moyen d'un premier et d'un second conduits d'alimentation, respectivement, la section dudit premier conduit d'alimentation étant inférieure à la section dudit second conduit d'alimentation ; - la surface du piston apte à être mise en contact avec le fluide contenu dans la chambre hydraulique de commande de blocage est supérieure à la surface du piston apte à être mise en contact avec le fluide contenu dans la chambre hydraulique de commande de relâchement ; -lesdits orifices d'entrée et de sortie de ladite chambre hydraulique de commande de blocage sont en communication de fluide respectivement avec ledit orifice d'alimentation et ledit orifice d'injection au moyen d'un premier, respectivement d'un deuxième, conduit, la section dudit premier conduit étant inférieure à la section dudit deuxième conduit ; - il comporte un ensemble actif comprenant notamment, dans un boîtier, lesdits moyens de mise en vibration de ladite tige et une masse arrière ; lesdits moyens de mise en vibration de la tige comportent un solénoïde enroulé autour d'un barreau de matériau magnétostrictif, ledit barreau étant précontraint dans le boîtier au moyen d'un ressort ; - lesdits moyens de mise en vibration de ladite tige et/ou de ladite buse sont aptes à provoquer des déformations élastiques de ladite tige et/ou de ladite buse à des fréquences ultrasonores ; - lesdits moyens de mise en vibration cyclique de ladite tige et/ou de ladite buse sont montés solidaires dudit corps et/ou de ladite tige. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description des modes de réalisation préférés qui va suivre, présenté uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures ci-annexées dans lesquelles : 30 -la figure 1 représente schématiquement en coupe longitudinale un premier mode de réalisation de l'injecteur de carburant selon l'invention ; - les figures 2 et 3 représentent schématiquement en coupe longitudinale une première et une seconde variantes de l'injecteur de carburant selon le premier mode de réalisation de l'invention ; 5 10 15 20 25 2908835 5 - la figure 4 représente schématiquement en coupe longitudinale un ensemble actif apte à être mis en oeuvre dans l'injecteur de carburant représenté à la figure 3 ; - la figure 5 représente schématiquement en coupe longitudinale une autre variante du premier mode de réalisation de l'injecteur selon l'invention ; 5 - les figures 6 à 9 représentent schématiquement en coupe longitudinale des variantes d'un second mode de réalisation de l'injecteur de carburant selon l'invention. Sur les figures, les éléments identiques, ayant la même fonction ou de structure sensiblement identique sont indiqués avec la même référence numérique.

10 On se réfère désormais à la figure 1 sur laquelle est représenté un injecteur 10 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Cet injecteur 10 est du type à tête d'aiguille entrante. Cet injecteur 10 comprend un corps 12 comportant un transducteur 14 apte à générer des vibrations dans un mode longitudinal à des fréquences ultrasonores.

15 Le transducteur 14 se termine dans la partie inférieure par une buse 16 dans laquelle sont amplifiées les vibrations provenant du transducteur 14. La buse 16 est terminée par un orifice d'injection 17. Le transducteur 14 présente une première cavité inférieure 18. La première cavité inférieure 18 est destinée à être remplie de carburant sous pression. Pour ce 20 faire, la première cavité 18 est reliée à un orifice d'alimentation en carburant 20 apte à être mis en communication avec un circuit d'alimentation en carburant sous pression (non représenté). La première cavité 18 débouche à l'extrémité inférieure 22 de la buse 16, aussi appelée nez de l'injecteur, par l'orifice d'injection 17. L'injecteur 10 comporte également des moyens d'obturation 24 de l'orifice 25 d'injection. Ces moyens d'obturation 24 comportent une tige 26, ou aiguille, s'étendant principalement selon l'axe Y-Y'. La tige 26 est logée mobile axialement à l'intérieur de la buse 16. L'extrémité inférieure de la tige 24 présente une tête d'obturation 28 s'étendant à l'intérieur de la buse 16. Cette tête d'obturation 28 est adaptée pour venir en contact avec la surface intérieure de la buse 16 délimitant 30 l'orifice d'injection 17 de la buse 16 de manière à obturer l'orifice d'injection du carburant de manière étanche. L'autre extrémité de la tige 26 est solidaire d'une masse 30 reliée élastiquement par un ressort de maintien 32 au corps 12 de l'injecteur 10. Le système 34 constitué de la masse 30 et du ressort de maintien 32 est logé dans une seconde cavité 36 formée dans la partie arrière du corps 12 de l'injecteur 10. L'ensemble tige 2908835 6 26 et ressort de maintien 32, élastique, exerce une force de rappel élastique voulue permettant d'appliquer la tête d'obturation 28 de la tige 26 sur la zone de la buse 16 entourant l'orifice d'injection. Pour ce faire, selon le mode de réalisation représenté à la figure 1, le ressort de maintien 32 est monté en extension, de manière à agir en 5 traction. La précontrainte appliquée permet d'une part l'étanchéité de l'orifice d'injection ménagé à l'extrémité de la buse 16 lorsque l'injecteur 10 est alimenté en carburant avec une pression donnée et d'autre part le rattrapage d'usure éventuelle dans la zone de contact de la tête d'obturation 28 de la tige 26 avec la buse 16. La masse 30 est fixée, par exemple, par vissage sur la tige 26 de manière à réaliser une 10 rupture d'impédance mécanique à l'interface entre la tige 26 et la masse 30. La valeur de la masse 30 et la rigidité du ressort 32 sont choisies pour former un système ayant un temps de réponse très grand par rapport aux durées d'excitation du transducteur 14. Le transducteur 14 comporte une zone constituée d'un empilement 38 de 15 composants actifs piézo-électriques ou magnétostrictifs, qui, respectivement sous l'application d'un champ électrique ou magnétique, se déforment en épaisseur. Cet empilement 38 est pris en étau entre deux autres éléments 40, 42 constitués d'un matériau élastique. La liaison entre les composants actifs est assurée par des moyens de précontrainte tels qu'un écrou 44. L'empilement de plusieurs composants 20 actifs permet d'additionner les déformations en épaisseur générées par chacun des composants actifs, la déformation résultant du déplacement total de l'empilement des composants actifs restant en dessous de la limite de déformation élastique des composants actifs. De préférence, l'ensemble 46 composé du transducteur 14 et de la buse 16 25 est dimensionné pour résonner à la fréquence d'excitation des composants actifs pour amplifier les déplacements longitudinaux jusqu'au niveau de l'extrémité inférieure 22 de la buse 16. La tige 26, obturant initialement l'orifice d'injection 17, se déforme sous l'impulsion qui lui est fournie lorsque la buse 16 se met à osciller. Cette déformation se répartit élastiquement sur toute la longueur de la tige 26 et se réfléchit 30 à l'interface 48 entre la tige 26 et la masse 30. Les réponses propres de la tige 26 d'une part et de la buse 16 d'autre part permettent de faire osciller l'extrémité de la tige 26 et l'ouverture de l'orifice d'injection avec une variation de phase et d'amplitude. Cette variation se traduit par l'ouverture d'une fente annulaire entre la tige 26 et l'extrémité 22 de la buse 16, la largeur de la 2908835 7 fente dépendant du déphasage et de l'écart relatif d'amplitude entre l'oscillation de l'extrémité 22 de la buse 16 et l'oscillation de la tête d'obturation 28 de la tige 26. Le temps d'ouverture minimum de l'injecteur 10 est du même ordre que la période d'excitation appliquée au transducteur 14, laquelle excitation peut se faire à 5 quelques dizaines de kilohertz, typiquement 50 kHz, ce qui autorise un temps d'ouverture minimum de l'ordre de 20 ps. Ceci permet de délivrer des quantités de carburant de l'ordre du microlitre pendant un laps de temps réduit. Le corps 12 de l'injecteur 10 est destiné à être fixé à l'extrémité supérieure de la culasse du moteur par des moyens non représentés. L'injecteur 10 comporte des 10 moyens de blocage de la masse 30 par rapport au corps 12 qui sont sélectivement activa bles. Ces moyens de blocage comportent un piston 50 monté libre en translation par rapport au corps 12 de l'injecteur 10 selon un axe X-X' sensiblement perpendiculaire à l'axe Y-Y' de la tige 26. De préférence, le piston 50 comporte une 15 projection 50a dirigée vers la masse 30 et destinée à venir en appui sur la masse 30. De manière préférée, les moyens de blocage comportent également une pièce d'appui 52 apte à coopérer avec le piston 50 de manière à bloquer la masse 30 en translation selon l'axe Y-Y'. De préférence, le piston 50 et/ou la pièce d'appui 52 présentent une face 20 d'appui sur la masse 30 de forme cornplémentaire à la masse 30. Ainsi, la masse 30 étant, en l'espèce, cylindrique, le piston 50 et la pièce d'appui 52 présentent une face d'appui apte à coopérer avec la masse 30 de forme concave, sensiblement cylindrique. Ainsi, de manière avantageuse, la force de blocage exercée par les moyens de blocage est optimisée pour une pression donnée.

25 De manière à commander la force exercée par le piston 50 sur la masse 30, l'injecteur 10 selon le premier mode de réalisation de l'invention présente une chambre hydraulique de commande de blocage 54 de la masse 30. Cette chambre hydraulique de commande de blocage 54 est délimitée d'une part par le corps 12 de l'injecteur 10 et, d'autre part, par le piston 50. La chambre hydraulique de commande 30 54 présente un orifice d'entrée de carburant 56. Cet orifice d'entrée de carburant 56 de la chambre hydraulique de commande de blocage 54 est en communication de fluide avec l'orifice d'alimentation 2C) de l'injecteur, par exemple au moyen d'un premier conduit 60. La chambre hydraulique de commande de blocage 54 présente par ailleurs un 35 orifice de sortie de carburant 62 dont la section est, de préférence, plus grande que la 2908835 8 section de l'orifice d'entrée 56 de la chambre hydraulique de commande de blocage 54. De manière remarquable, l'orifice de sortie 62 de la chambre hydraulique de commande de blocage 54 est en communication de fluide avec l'orifice d'injection de 5 l'injecteur 10, au travers d'un second conduit 64 et de la première cavité 18. De préférence, la section transversale du premier conduit 60 et de l'orifice d'entrée 56 de la chambre hydraulique de commande de blocage 54 est inférieure à la section transversale du second conduit 64 et de l'orifice de sortie 62 de cette chambre hydraulique de commande de blocage 54, respectivement.

10 Par ailleurs, un ressort de relâchement 66 de la masse 30 est disposé dans l'espace 68 délimité par le corps 12 et le piston 50, qui est opposé, par rapport audit piston 50, à la chambre hydraulique de commande de blocage 54. Cet espace 68 peut éventuellement contenir du carburant, celui-ci ne provenant que des fuites provenant du volume de la chambre hydraulique de commande de blocage 54. Ainsi, 15 le carburant dans cet espace 68 est sous une pression faible, nettement inférieure à la pression du carburant à injecter. L'injecteur 10 comporte finalement un conduit d'évacuation 69 permettant d'évacuer le carburant présent dans la seconde cavité 36, qui provient notamment de fuites entre les première et seconde cavités 18, 36 ou entre le cylindre 51 et la 20 seconde cavité 36, vers l'extérieur de l'injecteur 10. Le fonctionnement et les avantages de l'injecteur de carburant 10 selon le premier mode de réalisation de l'invention découlent de manière évidente de la description qui vient d'en être donnée. En l'absence de carburant sous pression en entrée de l'injecteur, le ressort de 25 relâchement 66 supprime tout appui du piston 50 sur la masse 30. La masse 30 est donc libre. L'orifice d'injection 17 de l'injecteur 10 est quant à lui fermé, la tête d'obturation 28 de la tige 26 étant en appui sur son siège, maintenue dans cette position par le ressort de maintien 32, et la tige 26 est précontrainte en compression. Lorsque du carburant sous pression entre dans le corps de l'injecteur 12 au 30 travers de l'orifice d'alimentation 20, il se propage jusque dans la chambre hydraulique de commande de blocage 54 par l'orifice d'entrée 56 prévu à cet effet. La pression du fluide sur la surface Si du piston 50 formant paroi de la chambre hydraulique de commande de blocage 54 exerce une force sur le piston 50. La surface S1 de cette surface du piston 50 est choisie de telle sorte que la force 35 exercée sur le piston 50 est supérieure à la force exercée par le ressort de 2908835 9 relâchement 66 sur ce même piston 50. De la sorte, le piston 50 vient en appui sur la masse 30 et bloque celle-ci contre la pièce d'appui 52. La tête d'obturation 28 de la tige 26 est en contact avec son siège formé à l'extrémité inférieure de la buse 16. L'étanchéité de l'injecteur 10 s'en trouve assurée.

5 Lorsque on commande l'injection de carburant, c'est-à-dire quand les composants actifs sont alimentés par un courant et mis en vibration, la tige 26 et la buse 16 se mettent à vibrer, l'injecteur se met à débiter du carburant au travers de son orifice d'injection et le carburant sort de la chambre hydraulique de commande de blocage 54 par le second conduit 64 de grande section. Le débit d'injection arrivant 10 dans le volume de la chambre hydraulique de commande de blocage 54 en passant par le filtre de carburant (non représenté sur la figure), la pression dans la chambre hydraulique de commande de blocage 54 baisse à cause de la perte de charge dans le filtre à carburant. Cette baisse de pression est accentuée du fait que la section du premier conduit 60 est inférieure à la section du second conduit 64. La pression n'est 15 plus alors suffisante pour vaincre la force exercée par le ressort de relâchement 66 sur le piston 50. Le relâchement de l'étreinte du piston 50 et de la pièce d'appui 52 sur la masse 30 s'opère. Les contraintes dues aux dilatations thermiques différentielles sont libérées. On néglige ici l'effet de la pression très faible dans l'espace 68.

20 Lorsque on commande la fin de l'injection, l'injecteur 10 s'arrête de débiter du carburant, la pression remonte dans la chambre hydraulique de commande de blocage 54 et le carburant exerce à nouveau sur le piston 50 une force s'opposant à la force exercée sur ce même piston 50 par le ressort de relâchement 66. Le piston 50 exerce alors une force supérieure à celle du ressort de relâchement 66. La masse 25 30 se retrouve alors prise en étau entre le piston 50 et la pièce d'appui 52. Entre temps, le ressort de maintien 32 a plaqué la tête d'obturation 28 de la tige 26 sur son siège et la force de compression dans la tige 26 a repris la valeur imposée par le ressort de maintien 32. Ainsi, le choix de la surface SI du piston formant paroi de la chambre 30 hydraulique de commande 54 et du ressort de relâchement 66 doit tenir compte de la chute de pression nécessaire pour assurer en permanence pendant l'injection une libération suffisante de la masse 30 et une étreinte suffisante en l'absence d'injection. Ainsi, avec un injecteur selon l'invention, on commande le blocage de la masse arrière au moyen d'une chambre hydraulique de commande de blocage dont 35 le remplissage a lieu hors des phases d'injection, lorsque l'orifice d'injection est 2908835 10 obturé, tandis que la masse arrière est relâchée pendant les phases d'injections où l'orifice d'injection n'est pas obturé. On se réfère maintenant à la figure 2 sur laquelle est représenté un injecteur 70 selon une variante du mode de réalisation représenté à la figure 1.

5 Cet injecteur 70 représenté à la figure 2 se distingue de l'injecteur 10 représenté à la figure 1 en cela qu'il s'agit d'un injecteur du type à tête d'aiguille sortante. En conséquence, le montage du ressort de maintien 32 est modifié. En effet, celui-ci est monté en compression entre la masse 30 et l'épaulement 72 formé à l'intérieur du corps d'injecteur 12, de manière à maintenir la tête d'obturation 28 de la 10 tige 26 plaquée contre l'orifice d'injection formé à l'extrémité inférieure 22 du corps d'injecteur 12. Cependant, le mode de fonctionnement de cet injecteur 70 est sensiblement équivalent au mode de fonctionnement de l'injecteur 10 selon le premier mode de réalisation et ne sera donc pas décrit ici plus en détail.

15 La figure 3 représente un injecteur 74 selon une autre variante de l'injecteur 10 selon le premier mode de réalisation de l'invention. L'injecteur 74 se distingue de l'injecteur selon la figure 1, en cela que les moyens de mise en vibration de la buse de la figure 1 sont remplacés ici par des moyens de mise en vibration 76 de la tige 26.

20 Plus précisément, ces moyens de mise en vibration 76 de la tige 26 sont formés par un élément actif solidaire de la tige 26. Un tel élément actif 76 est représenté à la figure 4. Sur cette figure, on constate que cet élément actif 76 comporte un barreau magnétostrictif 78 solidaire de la tige 26, autour duquel un solénoïde est enroulé, une masse arrière 82 étant également montée solidairement à 25 la tige 26. L'ensemble actif 76 comporte également des moyens de précontrainte 84 du barreau magnétostrictif, en l'espèce, ces moyens de précontrainte sont formés par un ressort disposé précontraint en compression entre la masse arrière 82 et le fond 86 du boîtier 88 recouvrant l'ensemble actif. Comme on l'a représenté à la figure 3, dans ce mode de réalisation, le piston 50 est destiné à plaquer l'ensemble actif 76 30 contre la pièce d'appui 52. Pour le reste, le mode de fonctionnement de l'injecteur 74 est identique au mode de fonctionnement de l'injecteur 10 selon le premier mode de réalisation de l'invention. La figure 5 représente une autre variante d'injecteur de carburant selon le premier mode de réalisation de l'invention. L'injecteur 90 de cette figure 5 se 35 distingue de l'injecteur de la figure 3 en cela qu'il s'agit d'un injecteur du type à tête 2908835 11 d'obturation sortante. Comme cela a déjà été expliqué en regard de la figure 2, il s'ensuit une modification du montage du ressort de maintien 32, sans que le mode de fonctionnement de cet injecteur 90 ne diffère de manière remarquable du mode de fonctionnement de l'injecteur 10 selon le premier mode de réalisation de l'invention.

5 On se réfère désormais à la figure 6 sur laquelle est représenté un injecteur de carburant 92 selon un second mode de réalisation de l'invention. Cet injecteur 92 se distingue de l'injecteur 10 selon le premier mode de réalisation de l'invention en cela qu'un conduit 96 met en communication de fluide l'espace 68 avec l'orifice d'alimentation 20 de l'injecteur 92 au travers d'un orifice d'entrée et de sortie 94 de 10 l'espace 68 et en ce qu'aucun ressort de relâchement n'est disposé à l'intérieur de cet espace 68. Ainsi, l'espace 68 remplit la fonction de chambre hydraulique de commande de relâchement de la masse 30. De préférence, le conduit 96 mettant en communication de fluide l'espace 68 et l'orifice d'alimentation 20 de l'injecteur 92 est de section plus grande que la section 15 du conduit 60 reliant l'orifice d'entrée 56 de la chambre hydraulique de commande 54 à l'orifice d'alimentation 20 de l'injecteur 92. Selon ce second mode de réalisation, la surface SI du piston 50 présente une seconde projection 50b, opposée à la projection 50a et qui coulisse partiellement à l'intérieur le corps d'injecteur 12. La projection 50b est de section inférieure à la 20 section de la projection 50a. De plus, la projection 50b s'étend jusque dans une chambre hydraulique de récupération 97 du carburant provenant de fuite, depuis la chambre hydraulique de commande de blocage 54, entre la seconcle projection 50b et le corps d'injecteur 12. Le carburant à basse pression présent dans cette chambre hydraulique de récupération 97 peut être évacuer vers l'extérieur de l'injecteur 92 au 25 moyen d'un conduit d'évacuation 98. Du fait que la seconde projection 50b est de section inférieure à la section de la première projection 50a du piston 50, la surface S1 du piston 50 formant paroi de la chambre de commande hydraulique de commande de blocage 54 et en contact avec le carburant est supérieure à la surface S2 du piston 50 forrnant paroi de la 30 chambre hydraulique de commande de relâchement 68 et en contact avec le carburant. Le mode de fonctionnement de cet injecteur 92 selon le second mode de réalisation de l'invention diffère légèrement du mode de fonctionnement de l'injecteur 10 selon le premier mode de réalisation de l'invention.

2908835 12 En l'absence de carburant sous pression à l'entrée de l'injecteur, il n'y a aucune force d'origine hydraulique sur le piston 50. Il n'y a donc aucun appui sur la masse 30,qui est donc libre de ses mouvements. Par ailleurs, l'orifice d'injection de l'injecteur 92 est fermé, la tête d'obturation 28 de la tige 26 étant plaquée sur son 5 siège par le ressort de maintien. La tige 26 est précontrainte en compression. Lorsque le carburant sous pression entre dans le corps d'injecteur 12, il se sépare en deux flux. Le premier est dirigé dans le volume de la chambre hydraulique de commande de blocage 54 par le premier conduit 60, de petite section. L'autre est dirigée dans la chambre hydraulique de commande de relâchement 68 par le conduit 10 96, de plus grande section. Le volume de la chambre hydraulique de commande de blocage 54 alimente en carburant, par le second conduit 64, la première cavité 18 de l'injecteur 92. De là, le carburant est expulsé entre la tête d'obturation 28 de la tige 26 et son siège, au travers de l'orifice d'injection.

15 En l'absence de circulation de carburant, les pressions du carburant dans le volume des chambres hydrauliques de commande de blocage 54 et de relâchement 68 sont identiques. La surface SI du piston 50 formant paroi de la chambre de commande hydraulique de commande de blocage 54 et en contact avec le carburant étant supérieure à la surface S2 du piston 50 formant paroi de la chambre 20 hydraulique de commande de relâchement 68 et en contact avec le carburant, la force résultante agit dans le sens de l'étreinte et donc du blocage de la masse 30 entre le piston 50 et la pièce d'appui 52. Lorsque l'injecteur 92 se met à débiter du carburant, la pression en amont des conduits d'alimentation en carburant 60, 96 des chambres hydrauliques de 25 commande de blocage 54 et de relâchement 68 baisse du fait de la perte de charge dans le filtre à carburant. Cette pression est commune aux deux chambres hydrauliques de commande de blocage 54 et de relâchement 68. Cependant, du carburant sort de la chambre hydraulique de commande de blocage 54. Le premier conduit 60 d'alimentation de la chambre hydraulique de commande de blocage 54 30 étant de section réduite par rapport à la section du second conduit 64 d'évacuation du carburant hors de la chambre et par rapport au conduit 96 mettant en communication de fluide l'espace 68 et l'orifice d'alimentation 20, la pression dans la chambre hydraulique de commande de blocage 54 baisse plus que la pression dans la chambre hydraulique de commande de relâchement 68 car il n'y a aucun débit de 35 carburant issu de celle-ci. Ainsi, il est important que le choix de la surface S1 par 2908835 13 rapport à la surface S2 du piston 50 tienne compte de la chute de pression dans le volume de la chambre hydraulique de commande de blocage 54 pour assurer un relâchement de l'étreinte sur la masse 30 pendant l'injection et assurer son blocage lorsque l'injecteur ne débite plus.

5 Lors du relâchement de l'étreinte, les contraintes dans la tige 26, dues aux dilatations thermiques différentielles, sont libérées. Lorsque l'injecteur s'arrête de débiter, la pression remonte dans la chambre hydraulique de commande de blocage 54 et devient égale à la pression du carburant dans la chambre hydraulique de commande de relâchement 68. La surface SI étant 10 supérieure à la surface S2, le piston 50 augmente son étreinte sur la masse 30 et bloque cette dernière. L'injecteur 99 de la figure 7 se distingue de l'injecteur 92 de la figure 6 en cela qu'il s'agit d'un injecteur du type à tête d'obturation sortante. Le montage du ressort de maintien 32 est donc différent de la figure 6, puisque le ressort de maintien est ici 15 monté précontraint en compression. Cependant, le mode de fonctionnement de cet injecteur ne se distingue pas de manière importante du mode de fonctionnement de l'injecteur 92 et ne sera donc pas expliqué plus en détail ici. L'injecteur de carburant 100 représenté à la figure 8 se distingue de l'injecteur de carburant 92 représenté à la figure 6 en cela qu'il ne comporte pas de moyen de 20 mise en vibration de la buse mais des moyens de mise vibration de la tige tels que décrits précédemment en regard de la figure 3 et décrits en détails en regard de la figure 4. Le mode de fonctionnement de cet injecteur 100 ne se distingue cependant pas de manière substantielle du mode de fonctionnement de l'injecteur 92 représenté à la figure 6.

25 Il en est de même de l'injecteur 102 représenté à la figure 9 qui se distingue de l'injecteur 100 de la figure 8 en cela qu'il s'agit d'un injecteur du type à tête d'obturation sortante. Comme déjà évoqué précédemment ce type d'injecteur connu ne se distingue d'un injecteur à tête d'obturation entrante uniquement par le fait que le montage du ressort de maintient est légèrement différent de manière à obtenir le 30 plaquage de la tête d'obturation contre l'orifice d'injection pour assurer la fermeture de l'injecteur de carburant. Bien entendu, l'invention ne se réduit pas aux seuls modes de réalisations décrits ci-avant à titre d'exemple illustratifs et non limitatifs, et de nombreuses modifications sont possibles sans sortir du cadre de l'invention.

2908835 14 Ainsi, notamment, le montage du ressort de maintien peut varier et être du type précontraint en compression ou en extension. Par ailleurs, un ressort de faible raideur peut être monté dans la chambre hydraulique de commande de blocage 54 de manière qu'il exerce une très faible 5 force de prise en étau du piston 50. Un tel ressort permet ainsi d'assurer un pré-appui du piston 50 sur la masse 30 ou du boîtier 88 de l'ensemble actif 76, respectivement. Bien évidemment, la raideur du ressort doit être choisie de manière que la force de prise en étau exercée par le ressort, seul, soit nettement insuffisante pour assurer le blocage de la masse 30 ou du boîtier 88 de l'ensemble actif 76, respectivement.

10 Enfin, de préférence, un joint torique peut être monté au niveau du piston 50 et/ou d'une ou de chacune de ses projections 50a, 50b, respectivement, de manière à assurer l'étanchéité locale du montage. Ce montage d'un ou plusieurs joints toriques est possible du fait de la très faible amplitude des mouvements du piston 50.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Injecteur de carburant (10 ; 70 ; 74 ; 90 ; 92 ; 99 ; 100 ; 102) pour moteur à combustion interne, notamment du type à aiguille entrante ou du type à aiguille sortante, comportant - un corps d'injecteur (12) formant notamment une buse (16) terminée par un orifice d'injection, - des moyens d'obturation (24) dudit orifice d'injection dudit corps d'injecteur (12), lesdits moyens d'obturation (24) comportant une tige (26) vibrante solidaire d'une masse (30 ; 76) et terminée par une tête d'obturation (28) dudit orifice d'injection, - des moyens de rappel (32) desdits moyens d'obturation (24) en position d'obturation dudit orifice d'injection, -des moyens (14 ; 78, 80) de mise en vibration longitudinale cyclique de ladite tige (26) et/ou de ladite buse (16) de manière à alternativement ouvrir et fermer l'orifice d'injection, et - un piston (50) apte à coulisser dans un cylindre (51) entre une position de blocage de ladite masse (30) et une position dans laquelle ladite masse (30 ; 76) est apte à se déplacer, ledit piston (50) et ledit cylindre (51) délimitant une chambre hydraulique de commande de blocage (54) de la masse (30 ; 76), le mouvement du piston (50) vers sa position de blocage de ladite masse (30 ; 76) étant commandé par la force exercée sur ledit piston (50) depuis ladite charnbre hydraulique de commande de blocage (54) caractérisé en ce que ladite chambre hydraulique de commande de blocage (54) comporte au moins un orifice d'entrée (56) et au moins un orifice de sortie (62) distincts à travers lesquels elle est en communication de fluide uniquement avec ledit orifice d'alimentation et ledit orifice d'injection, respectivement.

2. Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ressort de relâchement (66) de ladite masse (30) est disposé dans l'espace (68) dudit cylindre (51) opposé, par rapport audit piston (50), à ladite chambre hydraulique de commande de blocage (54).

3. Injecteur de carburant selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit cylindre (51) et ledit piston (50) délimitent également une chambre hydraulique de commande de relâchement (68) de ladite masse (30) par 2908835 16 ledit piston (50), ladite chambre hydraulique de commande de relâchement (68) étant opposée, par rapport audit piston (50), à ladite chambre hydraulique de commande de blocage (54).

4. Injecteur de carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que 5 ladite chambre hydraulique de commande de relâchement (68) comporte au moins un orifice d'entrée (94) qui est en communication de fluide avec ledit orifice d'alimentation (20) en carburant dudit injecteur.

5. Injecteur de carburant selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits orifices d'entrée (56, 68) desdites chambres hydrauliques de commande de 10 blocage (54) et de relâchement (68) sont en communication de fluide avec ledit orifice d'alimentation (20) de l'injecteur au moyen d'un premier (60) et d'un second (96) conduits d'alimentation, respectivement, la section dudit premier conduit d'alimentation (60) étant inférieure à la section dudit second conduit d'alimentation (96). 15

6. Injecteur de carburant selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la surface (SI) du piston (50) apte à être mise en contact avec le fluide contenu dans la chambre hydraulique de commande de blocage (54) est supérieure à la surface (S2) du piston (50) apte à être mise en contact avec le fluide contenu dans la chambre hydraulique de commande de relâchement (68). 20

7. Injecteur de carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits orifices d'entrée (56) et de sortie (62) de ladite chambre hydraulique de commande de blocage (54) sont en communication de fluide respectivement avec ledit orifice d'alimentation (20) et ledit orifice d'injection au moyen d'un premier (60), respectivement d'un deuxième (64), conduit, la section 25 dudit premier conduit (60) étant inférieure à la section dudit deuxième conduit (64).

8. Injecteur de carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble actif (76) comprenant notamment, dans un boîtier (88), lesdits moyens de mise en vibration de ladite tige et une masse arrière (82). 30

9. Injecteur de carburant selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de mise en vibration de la tige comportent un solénoïde (80) enroulé autour d'un barreau (78) de matériau magnétostrictif, ledit barreau (78) étant précontraint dans le boîtier (88) au moyen d'un ressort (84).

10. Injecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de mise en vibration (14; 76) de ladite tige (26) 2908835 17 et/ou de ladite buse (16) sont aptes à provoquer des déformations élastiques de ladite tige (26) et/ou de ladite buse (16) à des fréquences ultrasonores.

11. Injecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de mise en vibration cyclique de ladite tige 5 et/ou de ladite buse sont montés solidaires dudit corps (12) et/ou de ladite tige (26).