FR2933453A1

FR2933453A1 - Soupape d'injection de carburant

Info

Publication number: FR2933453A1
Application number: FR0954482A
Authority: FR
Inventors: Stefan Schuerg
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2010-01-08
Anticipated expiration: 2029-07-01
Also published as: FR2933453B1; IT1395726B1; ITMI20091153A1; DE102008040170A1

Abstract

Soupape d'injection (1), comprenant: un actionneur (19) et une aiguille d'injecteur (4), commandée par l'actionneur (19) par l'intermédiaire d'une soupape de commande (15), ayant une chambre (32) reliée par un canal de dérivation (21) à une alimentation haute pression (8). La soupape de commande (15) comporte un corps (26) commandant la liaison entre la chambre (32) et l'alimentation haute pression (8) par le canal de dérivation (21) ainsi que la liaison entre la chambre (32) et un retour de carburant (16). Le corps (26) de la soupape de commande est au moins sensiblement à l'équilibre des forces lors de la commande de la liaison de la chambre de soupape (32) et du retour de carburant (16), et aussi de la liaison entre la chambre de soupape (32) et du retour haute pression (8) par le canal de dérivation (21).

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention concerne une soupape d'injection de carburant, notamment injecteur pour des installations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne à compression d'air et allumage non commandé, comprenant : un actionneur et une aiguille d'injecteur, l'aiguille d'injecteur étant commandée par l'actionneur par l'intermédiaire d'une soupape de commande. La soupape de commande ayant une chambre de soupape qui peut être reliée par un canal de dérivation à une alimentation haute pression, et la soupape de commande comporte un corps de soupape servant à commander la liaison entre la chambre de soupape et l'alimentation haute pression par l'intermédiaire du canal de dérivation ainsi que pour commander la liaison entre la chambre de soupape et un retour de carburant. Etat de la technique Selon le document DE 103 53 169 Al, on connaît un injecteur servant à injecter du carburant dans les chambres de combustion de moteurs à combustion interne. L'injecteur est un injecteur de rampe commune, commandé par un actionneur piézo-électrique. L'injecteur comporte un moyen de commande dans le corps d'injecteur, de préférence un actionneur piézo-électrique agissant par l'intermédiaire d'un piston démultiplicateur sur une vanne de commande d'une plaque de soupape. Il est également prévu un corps de buse dont l'extrémité libre côté chambre de combustion, comporte une sortie ; une aiguille de buse ou aiguille d'injecteur est mobile axialement dans l'extension longitudinale du corps de buse. Un disque d'étranglement qui forme une butée d'ouverture pour l'aiguille d'injecteur, est prévu entre le corps de buse et la vanne de commande ; le disque d'étranglement ferme l'extrémité arrière de la cavité longitudinale à l'opposée de celle de la sortie de la buse. Le disque d'étranglement coopère avec la face frontale de l'aiguille d'injecteur à l'opposé de la sortie de buse pour limiter la course d'ouverture de l'aiguille d'injecteur. Une chambre de commande est réalisée entre la surface frontale arrière de l'aiguille d'injecteur et le disque d'étranglement. Cette chambre de commande communique par une liaison hydraulique avec

2 un branchement de pression servant à appliquer une force. Un organe de fixation de forme cylindrique est prévu dans le corps d'injecteur qui reçoit le piston démultiplicateur et la plaque de soupape comportant la soupape de commande. Le volume annulaire à haute pression permet, à du carburant d'arriver dans la chambre de la soupape de commande par un perçage qui peut être un perçage de dérivation. Selon le document DE 103 53 169 Al, on connaît des injecteurs pour injecter du carburant. Ces solutions connues, ont l'inconvénient de nécessiter des efforts relativement importants pour actionner la soupape de commande. Cela concerne notamment le cas d'un injecteur de rampe commune dans lequel du carburant à haute pression maintient fermée la chambre de soupape de la soupape de commande en agissant contre une basse pression. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et concerne à cet effet une soupape d'injection de carburant et notamment un injecteur pour des installations d'injection de carburant du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le corps de la soupape de commande est au moins sensiblement à l'équilibre des forces lors de la commande de la liaison de la chambre de soupape et du retour de carburant, et le corps de la soupape de commande est au moins sensiblement à l'équilibre des forces lors de la commande de la liaison entre la chambre de soupape et le retour haute pression par le canal de dérivation.

L'injecteur ou soupape d'injection de carburant selon l'invention, a l'avantage de pouvoir actionner le corps de la soupape de commande avec une force réduite et notamment une force relativement faible. En particulier, l'injecteur de carburant peut être équipé d'un actionneur électromagnétique pour commander les corps de soupape de commande ou de réduire les exigences concernant un actionneur piézo- électrique ou un moyen analogue. De façon avantageuse, un ressort de soupape agit sur le corps de la soupape de commande. Le ressort de soupape peut agir contre la force développée par l'actionneur si bien que la commande du

3 corps de soupape se fait au moins pour l'essentiel en agissant contre le ressort de soupape. De façon avantageuse, le corps de la soupape de commande a une surface frontale par laquelle le corps de la soupape de commande est soumis à la basse pression du retour de carburant, et il comporte à une extrémité opposée à celle de la surface frontale, une arête de commande pour un premier siège. De plus une surface active déterminée par l'arête de commande du corps de la soupape de commande est exposée à la basse pression du retour de carburant, la surface active définie par l'arête de commande étant au moins sensiblement égale à la surface active de la surface frontale du corps de soupape de commande. Cela permet de prédéfinir de manière ciblée un rapport de forces hydrauliques au niveau du premier siège. A l'ouverture et à la fermeture du siège d'étanchéité formé au niveau du premier siège, cela permet un actionnement avec une force d'actionneur relativement faible. Il est par exemple avantageux que la surface active définie par l'arête de commande du corps de la soupape de commande soit égale à la surface active de la surface frontale du corps de la soupape de commande pour qu'à la fermeture de la liaison entre la chambre de soupape et le retour de carburant, on réalise un équilibrage des forces hydrauliques au niveau du premier siège pour l'organe de soupape de commande. Dans ce cas, l'ouverture et la fermeture peuvent se faire par la force développée par l'actionneur à laquelle s'ajoute, le cas échéant, la force développée par un ressort de soupape. L'actionneur peut alors travailler par exemple, seul contre la force du ressort. Suivant une autre caractéristique avantageuse la surface active définie par l'arête de commande du corps de la soupape de commande est égale à la surface active de la surface frontale du corps de soupape de commande pour qu'à la fermeture de la liaison de la chambre de soupape et du retour de carburant, on réalise l'équilibrage hydraulique des forces appliquées au premier siège de l'organe de commande de soupape.

4 Cela permet de maintenir le corps de la soupape de commande lorsque le siège d'étanchéité est fermé, contre le premier siège, en position fermée de manière hydraulique. Cela permet aussi une conception dans laquelle l'actionneur travaille contre la force de fermeture pour assurer l'ouverture. En plus, on peut également tenir compte de la force développée par un ressort de soupape de sorte que selon la réalisation, le ressort de soupape a un effet de décharge, de surcompensation ou d'amplification par rapport à la force hydraulique de fermeture.

Suivant une autre caractéristique avantageuse la surface active définie par l'arête de commande du corps de soupape de commande est sensiblement plus grande que la surface active de la surface frontale du corps de soupape de commande pour qu'à la fermeture de la liaison de la chambre de soupape et du retour de carburant, on génère une force de fermeture hydraulique appliquée au premier siège. Cela permet une conception dans laquelle l'actionneur maintient par la force qu'il développe, l'organe de commande en position fermée contre le premier siège. Dans ce cas, la force de l'actionneur peut être complétée par la force développée par le ressort de soupape. Ainsi, dans le cas du corps de soupape de commande, grâce à une conception différente, on pourra s'adapter à chaque application et du moins, pour l'essentiel, on réalise pratiquement un équilibre hydraulique des forces au niveau du premier siège, pour l'organe de soupape de commande. De façon avantageuse : le corps de la soupape de commande est logé dans un perçage de guidage, le corps de la soupape de commande présente au moins un gradin dans la zone du perçage de guidage, le corps de la soupape de commande est soumis au niveau du gradin à la haute pression de l'alimentation haute pression par l'intermédiaire du canal de dérivation, le corps de la soupape de commande présente un gradin de commande tourné vers le gradin, un second siège est prévu pour le gradin de commande afin de bloquer la liaison de la chambre de soupape et du retour haute pression par le canal de dérivation, et une surface active prédéfinie par le second siège sur le corps de la 5 soupape de commande au niveau du premier gradin de commande est au moins sensiblement égale à la surface active du gradin du corps de la soupape de commande. Cela permet de réaliser pratiquement un équilibre hydraulique à la fermeture et à l'ouverture du second siège.

Suivant une autre caractéristique avantageuse la surface active du corps de la soupape de commande au niveau du second siège pour le gradin de commande est égale à la surface active d'un gradin du corps de la soupape de commande pour que la fermeture de la liaison de la chambre de soupape et de l'alimentation haute pression par un canal de dérivation, réalise l'équilibrage des forces hydrauliques exercées sur le second siège pour le corps de la soupape de commande. Cela permet avec une force d'actionneur relativement faible, d'assurer l'ouverture et la fermeture du siège d'étanchéité au niveau du second siège. Cela permet également à l'actionneur d'assurer la commande contre la force d'un ressort. De façon également avantageuse la surface active prédéfinie par le second siège pour le corps de la soupape de commande au niveau de l'étage de commande est plus grande que la surface active au niveau de l'arête du corps de soupape de commande pour qu'à la fermeture de la liaison entre la chambre de soupape et l'alimentation haute pression par le canal de dérivation, réalise une force de frottement hydraulique appliquée au second siège pour atteindre le corps de la soupape de commande. Cela permet de tenir le corps de la soupape de commande en position fermée contre le second siège par la force de fermeture hydraulique. En plus, on peut également avoir la force d'un ressort de soupape. Ainsi, suivant l'application, on a des conceptions avantageuses au niveau du second siège.

6 Suivant une autre caractéristique avantageuse le corps de la soupape de commande est guidé dans un perçage de guidage, et il présente une cavité annulaire entre le gradin et l'étage de commande, et débouche dans un intervalle annulaire prédéfini par la cavité annulaire du corps de la soupape de commande et par le perçage de guidage. Enfin, suivant une autre caractéristique avantageuse le corps de la soupape de commande comporte un goujon de guidage par lequel le corps de la soupape de commande est guidé dans l'alésage de guidage, une surface frontale du corps de la soupape de commande est réalisée sur le goujon de guidage du corps de la soupape de commande, et la surface active de la surface frontale du corps de soupape de commande est définie par le diamètre du goujon de guidage. Cela permet de réaliser la soupape de commande dans une partie de boîtier ou partie analogue de la soupape d'injection de carburant ou injecteur de carburant et la réalisation du corps de la soupape de commande et le cas échéant de la partie de boîtier, permettent une adaptation à l'application souhaitée. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation préférentiels représentés dans les dessins annexés comportant également les formules (1) et (2). Dans ces dessins, les mêmes éléments portent des références correspondantes, et - la figure 1 est une vue schématique d'un premier exemple de réalisation d'un injecteur de carburant selon l'invention, - la figure 2 montre le détail de l'injecteur de carburant du premier exemple de réalisation portant la référence II à la figure 1, - la figure 3 est une représentation partielle d'une soupape de commande avec un corps de soupape de commande pour la description plus détaillée de l'invention, - la figure 4 est une représentation partielle correspondant à celle de la figure 3 de la soupape de commande avec le corps de soupape servant à la description de l'invention,

7 - la figure 5 est un diagramme explicitant les courbes possibles de la force d'actionnement pour commander le corps de la soupape de commande. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 est une vue schématique d'un injecteur ou soupape d'injection de carburant 1 correspondant à un premier exemple de réalisation de l'invention. L'injecteur de carburant 1 peut être notamment un injecteur d'installation d'injection de carburant de moteurs à combustion interne à compression d'air et allumage non commandé. Une application préférentielle de l'injecteur de carburant 1 est celle des installations d'injection de carburant équipées d'une rampe commune 2 alimentant plusieurs injecteurs 1 en gazole sous haute pression. L'injecteur de carburant 1 selon l'invention convient toutefois également pour d'autres applications.

L'injecteur de carburant 1 comporte un corps d'injecteur 3 recevant une aiguille d'injecteur 4. Un organe d'obturation de soupape 5 de l'aiguille d'injecteur 4 coopère avec une surface formant siège de soupape 6 du corps 3 de l'injecteur pour former un siège d'étanchéité. L'aiguille d'injecteur 4 est logée dans une chambre de carburant 7 recevant du carburant à haute pression par une alimentation en carburant 8 à partir de la rampe commune 2. Pendant le fonctionnement de l'injecteur de carburant 1, du carburant à haute pression se trouve dans la chambre à carburant 7. La chambre à carburant 7 comporte en outre un manchon de chambre de commande 9 guidant un segment de l'aiguille d'injecteur 4. Le manchon de chambre de commande 9 s'appuie par son arête d'étanchéité 10 contre une plaque d'étranglement 11. Une chambre de commande 12 est ainsi délimitée entre l'intervalle d'étranglement 11, le manchon de chambre de commande 9 et l'aiguille d'injecteur 4. La chambre de commande 12 est reliée par un organe d'étranglement d'alimentation 13 à l'alimentation à haute pression 8. La chambre de commande 12 est en outre reliée par un organe d'étranglement de sortie 14 à une vanne de commande ou tiroir de commande 15. Dans une première position de commutation 14a, la vanne de commande 15 relie la chambre de commande 12 par l'organe

8 d'étranglement de sortie 14 à l'alimentation à haute pression 8. En même temps, dans cette première position de commutation 15A, la vanne de commande 15 coupe le retour de carburant 16 vers le réservoir 17. Ainsi, un canal de dérivation 21 avec l'organe d'étranglement de sortie 14 peut être traversé, en sens opposé par du carburant à haute pression ce qui permet une montée en pression rapide dans la chambre de commande 12 à la fois par l'intermédiaire de l'organe d'étranglement d'alimentation 13 et par l'organe d'étranglement de sortie 14.

Dans sa seconde position de commutation 15B, la vanne de commutation (ou tiroir de commutation) 15 relie la chambre de commande 12 par l'organe d'étranglement 14 avec le retour de carburant 16. De plus, dans cette seconde position de commutation 15B, la vanne de commande 15 coupe la liaison avec l'alimentation à haute pression 8 par le canal de dérivation 21. Ainsi, le carburant de la chambre de commande 12 peut passer par l'organe d'étranglement 14 dans le retour de carburant 16 de façon à faire chuter la pression dans la chambre de commande 12. La chute de pression se prédéfinit par le rapport entre l'action d'étranglement de l'organe d'étranglement de sortie 14 et l'action d'étranglement de l'organe d'étranglement d'alimentation 13. La chute de la pression dans la chambre de commande 12 permet l'actionnement de l'aiguille d'injecteur 4 qui se soulève de la surface formant le siège de soupape 6 ; e soulèvement ouvre le siège d'étanchéité formé entre le corps de l'organe d'obturation 5 et la surface formant siège d'étanchéité 6 ; le carburant peut ainsi être éjecté par au moins un orifice de buse 18. La vanne de commande 15 est commutée par un actionneur électromagnétique 19 entre les positions de commutation 15A, 15B. Un ressort de vanne 20 peut en outre agir sur la vanne de commande 15. Dans cet exemple de réalisation, la vanne de commande 15 est un distributeur à tiroir. Mais la vanne de commande 15 peut également être réalisée sous la forme d'un organe d'étranglement. La figure 2 montre le détail portant la référence II à la figure 1 de l'injecteur de carburant 1. Dans cet exemple de réalisation,

9 l'actionneur électromagnétique 19 agit sur un induit 25 relié au corps 26 de la soupape de commande. Le corps 26 de la soupape de commande a une surface frontale 27. L'induit 25 est logé dans une chambre basse pression 28 reliée au retour de carburant 16. Grâce à la poussée exercée sur l'induit 25 par la basse pression régnant dans la chambre basse pression 28, la surface frontale 27 du corps de soupape de commande 26 est sollicitée par la basse pression du retour de carburant. La surface frontale 27 est réalisée sur le goujon de guidage 29 du corps 26 de la vanne de commande. Le goujon de guidage 29 est guidé dans un perçage de guidage 30 d'une partie de boîtier 31. L'organe d'étranglement d'alimentation 13, l'organe d'étranglement de sortie 14 et le retour de carburant 16 sont réalisés dans la plaque d'étranglement 11. Sur le côté de la plaque d'étranglement 11 non tourné vers la chambre de commande 12, il y a une chambre de vanne 32 pour la vanne ou soupape de commande 15 relevant partiellement l'organe de soupape de commande 26. L'organe de soupape de commande 26 est une arête de commande 33 prévue sur un premier siège 34 et qui, à l'état fermé du premier siège 34, coopère avec la plaque d'étranglement 11 pour former un siège d'étanchéité.

En outre, le corps de soupape de commande 26, sur son côté tourné vers la plaque d'étranglement 11 comporte une cavité 35 dans l'arête de commande 33. La cavité 35 est associée au retour de carburant 16, et pour un premier siège 34 fermé la cavité 35 contient du carburant sous basse pression. Ainsi, lorsque le premier siège 34 est fermé, le corps 26 de la soupape de commande est sollicité à l'intérieur de l'arête de commande 33 avec la basse pression. On a défini une surface active orientée dans la direction perpendiculaire à l'axe 36 du corps de soupape de commande 26. Cette surface active génère une force hydraulique par la basse pression exercée sur le corps de soupape de commande 26. Cette force hydraulique est précisément compensée par la force hydraulique agissant sur la surface frontale 27 du fait de la basse pression régnant dans la chambre basse pression 28. Cette situation sera décrite de manière plus détaillée à l'aide de la figure 3.

10 Le corps formant la soupape de commande 26 comporte un gradin 40 sur le goujon de guidage 29. En outre, le corps 26 de soupape de commande comporte un gradin de commande 41 tourné vers le gradin 40. Entre les gradins 40, 41, il y a un segment intermédiaire 42 du corps de soupape de commande 26 dont le diamètre est réduit par rapport à celui des goujons de guidage 29. En outre, pour cette réalisation, le corps de soupape de commande 26 entre le gradin 40 et le gradin de commande 41, comporte un dégagement annulaire 43 sur le segment médian 42. Ce dégagement annulaire 43 prédéfinit un intervalle annulaire 44 par rapport au perçage de guidage 30. Le canal de dérivation 21 est d'une part issu du retour haute pression 8 et d'autre part, il débouche dans le canal annulaire 44. Entre l'arête de commande 41 et une surface formant siège 45 réalisée sur la partie de boîtier 31, on a un second siège 36 comme cela sera décrit de manière plus détaillée à l'aide de la figure 4. La figure 3 montre un extrait de la vanne de commande 15 et du corps de soupape ou tiroir de commande 26 pour la suite de la description de l'invention. Le goujon de guidage 29 du corps de la vanne de commande 26 a un diamètre DF. Ce diamètre DF est le même que le diamètre de l'alésage de guidage 30 réalisé dans la partie de boîtier 31. La surface frontale 27 du goujon de guidage 29 du corps 26 de la vanne de commande est soumise à la basse pression PL du retour de carburant 28. Cette surface active exposée à la basse pression PL, y compris le corps 26 de la vanne de commande, correspond au diamètre DF du corps de la vanne de commande 26 au niveau du goujon de guidage 29. La figure 3 montre la position du corps 26 de la vanne de commande pour laquelle le siège d'étanchéité entre l'arête de commande 33 et la plaque d'étranglement 11 au niveau du premier siège 34 est fermé. C'est pourquoi, la cavité 35 contient du carburant à la basse pression PL du retour de carburant 16. L'arête de commande 33 prédéfinit la surface active par laquelle la basse pression PL agit sur le corps 26 de la soupape de commande. Dans cet exemple de réalisation,

11 la surface active correspond au diamètre Dsi de l'arête de commande 33 du premier siège 34. Le second siège 46 est ouvert de sorte que pour le reste, la haute pression de la chambre de soupape 32 agit sur le corps 26 de la soupape de commande. La force résultante Fsi exercée sur le corps 26 de la soupape de commande est engendrée par la haute pression PCR dans la chambre de soupape 32 si le diamètre DF du goujon de guidage 29 du corps 26 est différent du diamètre Dsi de l'arête de commande 33 du corps 26 au niveau du premier siège 34. La force résultante Fsi est le produit par un coefficient égal à un quart du nombre de Ludolf (n), un autre coefficient égal à la pression PcR dans la chambre de soupape 32 (ou de la pression dans la rampe commune 2) ainsi que d'un autre facteur qui est la différence d'un terme égal au carré du diamètre Dsi du premier siège 34 et du carré du diamètre DF du goujon de guidage 29 du corps 26, ce qui donne la formule (1) présentée à la figure 3. Pour la force Fsi appliquée au corps 26 de la soupape de commande, on peut distinguer trois cas différents. Selon le premier cas, le diamètre Dsi est supérieur au diamètre DF. Dans ce cas, le corps 26 de la soupape de commande est en quelque sorte aspiré fermement contre le premier siège 34. Cela se traduit par une force hydraulique de maintien ou de fermeture. Pour l'actionnement, c'est-à-dire pour ouvrir le premier siège 34, il faut exercer une force de réglage qui tient compte en plus de la force hydraulique, le cas échéant, de la force exercée par le ressort de soupape 20. Dans le second cas, le diamètre Dsi est égal au diamètre DF. Dans ce cas, on a l'équilibre hydraulique pour le corps 26 de la soupape de commande. La force d'actionnement de l'actionneur 19 par exemple réalisé sous la forme d'un actionneur électromagnétique 19 doit, le cas échéant, vaincre la force développée par le ressort de soupape 20. Dans le troisième cas, le diamètre Dsi est inférieur au diamètre DF. Dans ce cas, on a une force d'ouverture hydraulique qui soulève le corps de soupape de commande 26 par rapport au premier siège 34. Pour tenir la soupape de commande ou vanne de commande

12 15 dans sa première position de commutation 15A, c'est-à-dire pour fermer le premier siège 34, il faut que l'actionneur électromagnétique 19 exerce une force d'actionnement qui, le cas échéant, doit en plus vaincre la force développée par le ressort de la soupape 20. Toutefois, on peut également avoir l'assistance par le ressort de soupape 20 comme cela apparaît à la figure 2. La figure 4 montre la soupape ou vanne de commande 15 avec son corps de soupape 26 représenté comme à la figure 3, le corps 26 de la soupape de commande est représenté dans une position qui ferme la communication entre la chambre de soupape 32 et l'alimentation haute pression 8 par le canal de dérivation 21. Le second siège 46 est fermé. Dans ce cas, la liaison entre la chambre de soupape 32 et le retour de carburant 16 est ouverte, c'est-à-dire que le premier siège 35 est ouvert. La pression régnant dans la chambre de soupape 32 tombe, le cas échéant, jusqu'à la basse pression PL. Toutefois, le premier siège 34 étant fermé, du carburant à la pression élevée PcR se trouve dans l'intervalle annulaire 44 séparé de la chambre de soupape 32. En fonction de la réalisation du second siège 46, cela peut se traduire par une force hydraulique Fs2 qui s'atténue ou une force hydraulique Fs2 qui ne s'atténue pas et s'exerce sur le corps 26 de la soupape de commande. Cela dépend de la surface active exposée à la haute pression PCR au niveau du gradin 40 qui est différente par rapport à la surface active sur laquelle agit la haute pression PcR dans la zone du gradin de commande 41.

Dans cet exemple de réalisation, le perçage ou alésage de guidage 29 est légèrement en retrait dans la zone du second siège 46 comme cela est explicité par la partie inclinée 47. Par rapport au diamètre DF du perçage de guidage dans la zone du gradin 40, on a ainsi un plus grand diamètre Ds2 pour le second siège 46 au niveau duquel l'étage de commande 41 coopère avec la partie de boîtier 31 pour former un siège d'étanchéité. La force hydraulique Fs2 résultante, exercée sur le corps 26 de la soupape de commande, est le produit d'un coefficient égal à un quart du nombre de Ludolf (n), d'un autre coefficient égal à la haute pression PCR régnant dans l'intervalle annulaire 44 et d'un autre

13 coefficient qui est la différence du carré du diamètre Ds2 du second siège 46 et du diamètre DF du goujon de guidage 29 du corps 26 de la soupape de commande. Il en résulte la force (2) donnée à la figure 4. Ainsi, on a deux cas pour lesquels la force hydraulique active Fs2 agit sur le corps 26 de la soupape de commande. En premier lieu, le diamètre Ds2 peut être supérieur au diamètre DF. Dans ce cas, la pression PCR de la rampe commune pousse le corps de soupape 26 et le dégage du second siège 46. Il faut, dans ces conditions, une force maintenant la soupape de commande ou tiroir de commande 15 dans la seconde position de commutation 15B. Cette force peut être appliquée par un ressort de soupape 20 et/ou par l'actionneur électromagnétique 19. Dans l'exemple de réalisation présenté à la figure 1, l'actionneur électromagnétique 19 doit vaincre à la fois la force hydraulique Fs2 et la force développée par le ressort de soupape 20 pour maintenir la soupape de commande 15 ou tiroir de commande dans sa seconde position de commutation 15B. En second lieu, le diamètre Ds2 est égal au diamètre DF. Dans ce cas, la force hydraulique Fs2 exercée sur le corps 26 de la soupape de commande s'annule. La soupape de commande 15 est alors exposée à l'équilibre des forces hydrauliques au niveau de son corps 26. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, l'actionneur électromagnétique 19 devra vaincre la force du ressort de soupape 20 pour tenir la soupape de commande 15 dans la seconde position de commutation 15B. Le cas selon lequel le diamètre S2 est inférieur au diamètre DF, ne peut être réalisé par la construction dans les modes de réalisation des figures 3 et 4 pour permettre un montage du corps de soupape de commande 26 dans le perçage de guidage 29.

La figure 5 montre un diagramme explicitant la force d'actionnement Fs que l'actionneur électromagnétique 19 doit appliquer. La figure 5 montre le cas de l'actionneur électromagnétique 19 travaillant contre la force Fv du ressort de soupape 20. En abscisse, on a représenté la course H du corps de soupape de commande 26. La référence Si désigne la première position de commutation 15A et la

14 référence S2 désigne la seconde position de commutation 15B. En ordonné, on a représenté la force Fs de l'actionneur électromagnétique 19, c'est-à-dire la force d'actionnement. La courbe 50 explicite le tracé de la force au niveau du premier siège 34 lorsqu'on ouvre le premier siège 34 dans le cas du diamètre Dsi supérieur au diamètre DF. La courbe 51 montre en revanche le cas selon lequel l'actionneur électromagnétique 19 ouvre le premier siège 34 lorsque le diamètre Dsi est inférieur au diamètre DF. La courbe 52 indique le cas dans lequel, le diamètre D 1 est égal au diamètre DF.

La courbe 53 représente le cas de l'ouverture du second siège 46 ou le maintien fermé du second siège 46 pour un diamètre Ds2 supérieur au diamètre DF. Dans ce cas, l'actionneur électromagnétique 19 doit à la fois vaincre la force Fv du ressort de soupape 20 et aussi la force hydraulique agissant dans le sens de l'ouverture. La courbe 54 montre le cas dans lequel, le diamètre Ds2 est égal au diamètre DF. Des mesures constructives permettent de réaliser sans difficulté des courbes dans les zones 56 ou 57 pour réaliser un actionnement à l'aide de forces d'actionnement appropriées. 25

Claims

REVENDICATIONS1 °) Soupape d'injection de carburant (1), notamment injecteur pour des installations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne à compression d'air et allumage non commandé, comprenant : un actionneur (19) et une aiguille d'injecteur (4), l'aiguille d'injecteur (4) étant commandée par l'actionneur (19) par l'intermédiaire d'une soupape de commande (15), la soupape de commande (15) ayant une chambre de soupape (32) qui peut être reliée par un canal de dérivation (21) à une alimentation haute pression (8), et la soupape de commande (15) comporte un corps de soupape (26) servant à commander la liaison entre la chambre de soupape (32) et l'alimentation haute pression (8) par l'intermédiaire du canal de dérivation (21) ainsi que pour commander la liaison entre la chambre de soupape (32) et un retour de carburant (16), caractérisée en ce que le corps (26) de la soupape de commande est au moins sensiblement à l'équilibre des forces lors de la commande de la liaison de la chambre de soupape (32) et du retour de carburant (16), et le corps (26) de la soupape de commande est au moins sensiblement à l'équilibre des forces lors de la commande de la liaison entre la chambre de soupape (32) et le retour haute pression (8) par le canal de dérivation (21). 2°) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'actionneur (19) est un actionneur électromagnétique. 3°) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée par un ressort de soupape qui sollicite le corps (26) de la soupape de commande. 4°) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que 16 le corps (26) de la soupape de commande a une surface frontale (27) par laquelle le corps (26) de la soupape de commande est soumis à la basse pression du retour de carburant (16), le corps (26) de la soupape de commande comporte à une extrémité opposée à celle de la surface frontale (27), une arête de commande (33) pour un premier siège (34), et une surface active déterminée par l'arête de commande (33) du corps (26) de la soupape de commande est exposée à la basse pression du retour de carburant (16), la surface active définie par l'arête de commande (33) étant au moins sensiblement égale à la surface active de la surface frontale (27) du corps de soupape de commande (26). 5°) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 4, caractérisée en ce que la surface active définie par l'arête de commande (33) du corps (26) de la soupape de commande est égale à la surface active de la surface frontale (27) du corps de soupape de commande (26) pour qu'à la fermeture de la liaison de la chambre de soupape (32) et du retour de carburant (16), on réalise l'équilibrage hydraulique des forces appliquées au premier siège (14) de l'organe de commande de soupape (26). 6°) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 4, caractérisée en ce que la surface active définie par l'arête de commande (33) du corps de soupape de commande (26) est sensiblement plus grande que la surface active de la surface frontale (27) du corps de soupape de commande (26) pour qu'à la fermeture de la liaison de la chambre de soupape (32) et du retour de carburant (16), on génère une force de fermeture hydraulique appliquée au premier siège (34). 7°) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 4, caractérisée en ce que la surface active définie par l'arête de commande (33) du corps de soupape de commande (26) est sensiblement plus petite que la surface 17 active de la surface frontale (27) du corps de soupape de commande (26) pour qu'à la fermeture de la liaison de la chambre de soupape (32) et du retour de carburant (16), on génère une force d'ouverture hydraulique appliquée au premier siège (34). 8°) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps (16) de la soupape de commande est logé dans un perçage de guidage (30), le corps (26) de la soupape de commande présente au moins un gradin (40) dans la zone du perçage de guidage (30), le corps (26) de la soupape de commande est soumis au niveau du gradin (40) à la haute pression de l'alimentation haute pression (8) par l'intermédiaire du canal de dérivation (21), le corps (26) de la soupape de commande présente un gradin de commande (41) tourné vers le gradin (40), un second siège (46) est prévu pour le gradin de commande (41) pour bloquer la liaison de la chambre de soupape (32) et du retour haute pression (8) par le canal de dérivation (21), et une surface active prédéfinie par le second siège (46) sur le corps de la soupape de commande (26) au niveau du premier gradin de commande (41) est au moins sensiblement égale à la surface active du gradin (40) du corps (26) de la soupape de commande. 9°) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 8, caractérisée en ce que la surface active du corps (26) de la soupape de commande au niveau du second siège (46) pour le gradin de commande (41) est égale à la surface active d'un gradin (40) du corps (26) de la soupape de commande pour que la fermeture de la liaison de la chambre de soupape (32) et de l'alimentation haute pression (8) par un canal de dérivation (21), réalise l'équilibrage des forces hydrauliques exercées sur le second siège (46) pour le corps (26) de la soupape de commande.35 18 10°) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 8, caractérisée en ce que la surface active prédéfinie par le second siège (46) pour le corps (26) de la soupape de commande au niveau de l'étage de commande (41) est plus grande que la surface active au niveau de l'arête (40) du corps de soupape de commande (26) pour que la fermeture de la liaison entre la chambre de soupape (32) et l'alimentation haute pression (8) par le canal de dérivation (21), réalise une force de frottement hydraulique appliquée au second siège (46) pour atteindre le corps (26) de la soupape de commande. 11°) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 8, caractérisée en ce que le corps (26) de la soupape de commande est guidé dans un perçage de guidage (30), le corps (26) de la soupape de commande présente une cavité annulaire (43) entre le gradin (40) et l'étage de commande (41), et le canal de dérivation (21) débouche dans un intervalle annulaire (44) prédéfini par la cavité annulaire (43) du corps (26) de la soupape de commande et par le perçage de guidage (30). 12°) Soupape d'injection de carburant selon la revendication 11, caractérisée en ce que le corps (26) de la soupape de commande comporte un goujon de guidage (29) par lequel le corps (26) de la soupape de commande est guidé dans l'alésage de guidage (30), une surface frontale (27) du corps (26) de la soupape de commande est réalisée sur le goujon de guidage (29) du corps (26) de la soupape de commande, et la surface active de la surface frontale (27) du corps de soupape de commande (26) est définie par le diamètre du goujon de guidage (29).35