FR2936024A1 - Dispositif d'injection de fluide. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un injecteur (7) présentant un axe d'injection (AB) et comportant : - un boîtier (2) comprenant une cavité (20) axiale, - un actionneur (3) comprenant une partie électroactive (30) et doté o d'une première face frontale (31), prolongée d'un organe pénétrant (33), et o d'une deuxième face frontale (32) opposée à la première (31), l'actionneur (3) étant monté dans le boîtier (2) et l'organe (33) comprenant un piston (330) engagé dans la cavité (20) et formant un lien fluidique entre l'actionneur (3) et le boîtier (2), - des moyens d'excitation pour mettre la partie électroactive (30) de l'actionneur (3) en vibration avec une période de consigne t, Selon l'invention, l'organe pénétrant (33) présente une longueur (L) telle que le temps de propagation T des ondes acoustiques la parcourant répond à l'équation : T = [2n+1]*[t/4], où n est un coefficient multiplicateur, entier positif.

Description

i Dispositif d'injection de fluide L'invention concerne un dispositif d'injection d'un fluide pressurisé, par exemple, d'un carburant, en particulier pour un moteur à combustion interne. Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, un dispositif d'injection 7 de fluide pressurisé 1, dit injecteur, tel que celui de l'état de l'art partiellement illustré sur la figures 1 et décrit, par exemple, dans la demande de brevet français FR 2 888 889. Cet injecteur 7 connu présente un axe principal d'injection AB et comporte au moins : io - un boîtier 2 comprenant au moins une cavité 20 axiale remplie du fluide pressurisé 1 et s'ouvrant sur l'intérieur 20 du boîtier 2, - une buse 6 comportant, suivant ledit axe AB, un orifice d'injection 60 et un siège 61 et étant, à l'opposé, liée au boitier 2, - un actionneur 3 présentant un empilement incluant au moins une 15 partie électroactive 30 comportant un matériau électroactif 300 et doté o d'une première face frontale 31, prolongée axialement d'un organe pénétrant 33, et o d'une deuxième face frontale 32 opposée axialement à la 20 première 31, l'actionneur 3 étant monté mobile axialement dans le boîtier 2 et ledit organe 33 comprenant un piston 330 engagé de manière sensiblement étanche dans la cavité 20 et formant un lien fluidique entre l'actionneur 3 et le boîtier 2, 25 - des moyens d'excitation adaptés à mettre la partie électroactive 30

2 de l'actionneur 3 en vibration avec une période de consigne i, - une aiguille 5 à tête entrante 51 présentant, suivant ledit axe AB, une extrémité 50, libre, définissant un clapet à l'endroit de la tête entrante 51, dans une zone de contact avec le siège 61 et étant, à l'opposé, liée à la deuxième face frontale 32 de l'actionneur 3 qui met cette aiguille 5 en vibration, assurant entre sa tête entrante 51 et le siège 61 de la buse 6 un mouvement relatif propre à ouvrir et à fermer alternativement le clapet. Dans l'art antérieur, le lien fluidique est rendu imparfait par le io fait qu'il convient d'assurer un suintement du liquide au niveau du piston 330 pour réduire les forces de friction entre le piston 330 oscillant et la cavité 20 immobile. Dans ce contexte, l'invention a pour but de surmonter cette difficulté et de procurer un lien fluidique plus efficace. A cette fin, le 15 dispositif d'injection, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que ledit organe pénétrant présente une longueur axiale telle que le temps de propagation T des ondes acoustiques produites par les vibrations de la partie électroactive de l'actionneur et parcourant cette 20 longueur répond à l'équation suivante : T = [2n+1 ]*[ti/4], (El) où n est un coefficient multiplicateur, entier positif. Un tel agencement de l'injecteur doit permettre de tendre vers une étanchéité parfaite entre le piston et la cavité. Grâce à une 25 structure acoustique particulière (notamment à la longueur acoustique axiale) de l'organe pénétrant, le piston et, notamment, son extrémité libre orientée vers la cavité et opposée axialement à la première face frontale de l'actionneur, tend à présenter un noeud de vibration, c'est-à-dire, à rester quasi-immobile par rapport à la cavité sans pour autant 30 empêcher un mouvement vibratoire de l'actionneur dans le boîtier. De

3 ce fait, il n'est plus besoin de lubrifier le piston qui peut alors être usiné au plus juste de la cavité, de manière à interdire ledit suintement et à procurer le lien fluidique plus efficace. Selon un deuxième de ses aspects, l'invention concerne un moteur à combustion interne utilisant le dispositif d'injection de fluide selon l'invention, c'est-à-dire un tel moteur où est disposé ce dispositif d'injection. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre io indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est un schéma d'un injecteur selon l'état de l'art agencé dans un moteur et équipé d'une aiguille à tête dite entrante liée à un actionneur monté axialement dans un boîtier, 15 la figure 2 est un schéma d'un injecteur selon l'invention agencé dans un moteur et équipé d'une aiguille à tête dite entrante liée à un actionneur monté axialement dans un boîtier, les figures 3 et 4 représentent un organe pénétrant d'un injecteur selon l'invention comprenant un piston et un corps 20 intermédiaire ajouré à section transversale unidirectionnelle, en vues schématiques simplifiées : vue de côté (figure 3) ; vue de dessus (figure 4), la figure 5 représente de manière schématique une coupe longitudinale simplifiée d'un organe pénétrant d'un injecteur selon 25 l'invention comprenant un piston et un corps intermédiaire comportant au moins un repli, les figures 6 et 7 représentent un organe pénétrant d'un injecteur selon l'invention comprenant un piston et un corps intermédiaire à section transversale bidirectionnelle pleine, en vues

4 schématiques simplifiées : vue de côté (figure 6) ; vue de dessus (figure 7), les figures 8 et 9 représentent un organe pénétrant d'un injecteur selon l'invention comprenant un piston et un corps intermédiaire à section transversale bidirectionnelle creuse, en vues schématiques simplifiées : vue de côté (figure 8) ; vue de dessus (figure 9), les figures 10 et 11 représentent des schémas illustrant un fonctionnement d'un clapet formé par une buse et une aiguille à tête io entrante : clapet fermé (figure 10) ; clapet ouvert (figure 11). La figure 1 présentant l'état de l'art, a déjà été discutée ci-dessus. Comme annoncé précédemment et illustré sur les figures 2-11, l'invention concerne un dispositif d'injection 7, ou injecteur, destiné à 15 injecter un fluide pressurisé 1 à l'extérieur de l'injecteur 7. Il peut s'agir, par exemple, d'un carburant pressurisé 1 injecté : - dans une chambre de combustion 80 d'un moteur 8 à combustion interne (figure 2), ou - dans un conduit d'admission d'air (non représenté), ou 20 - dans un conduit d'échappement et, notamment, dans un moyen de dépollution logé dans ledit conduit d'échappement, pour y faciliter une réaction d'oxydation des suies (non représenté). L'injecteur 7 présente un axe principal d'injection AB qui, de préférence, coïncide avec son axe de symétrie. 25 L'injecteur 7 comporte au moins un boîtier 2, de préférence de forme cylindrique (par exemple, de révolution), comprenant au moins une cavité 20 axiale (alésage) remplie du fluide pressurisé 1 et s'ouvrant sur l'intérieur 21 du boîtier 2. Comme le montre la figure 2, le boîtier 1 peut être relié à au moins un circuit pressurisé 9 du moteur 8 par l'intermédiaire d'au moins une première ouverture pressurisée 22. Le circuit pressurisé 9 comprend au moins un dispositif de traitement 90 du fluide pressurisé 1 comportant, par exemple, une pompe, un 5 réservoir, un filtre, une vanne. Comme dans l'état de l'art cité ci-dessus, des canaux d'amenée du fluide pressurisé 1 peuvent être agencés dans le boîtier 2 pour relier le circuit pressurisé 9 avec l'ouverture pressurisée 22. L'injecteur 7 comporte au moins un actionneur 3 présentant un io empilement, de forme cylindrique (par exemple, de révolution), incluant au moins une partie électroactive 30 comportant un matériau électroactif 300. Ce dernier est destiné à produire des vibrations (illustrées à l'aide d'une flèche Y1Y2 sur les figures 3, 5, 6, 8) avec une fréquence v prédéterminée, par exemple, ultrasonore pouvant s'étaler 15 entre environ 20 kHz et environ 60 kHz, c'est-à-dire, avec la période de consigne i de vibrations comprise respectivement entre environ 50 ps et environ 16 ps. A titre d'exemple, pour un acier, une longueur d'onde de vibrations est d'environ 10-1 m à v = 50 kHz (i = 20 ps). L'actionneur 3 comprend au moins des moyens d'excitation 14 adaptés 20 à mettre la partie électroactive 30 en vibration (en particulier axiale) avec ladite période de consigne T. L'empilement peut être confondu avec l'actionneur 3 (figure 2) et est doté d'une première face frontale 31, prolongée axialement d'un organe pénétrant 33, et d'une deuxième face frontale 32 opposée 25 axialement à la première 31. Les dimensions linéaires de l'organe pénétrant 33, par exemple, sa largeur mesurée perpendiculairement à l'axe AB et/ou sa longueur mesurée le long de l'axe AB, sont inférieures à celles de l'empilement. Ledit organe pénétrant 33 peut comprendre un piston 330 engagé (par exemple axialement) de manière 30 sensiblement étanche dans la cavité 20 et formant un lien fluidique entre l'actionneur 3 et le boîtier 2. Ledit lien fluidique fonctionne, comme dans un vérin, à l'aide d'une différence de pression agissant sur le piston 330 entre le fluide pressurisé 1 (issu des zones pressurisées de l'injecteur 7 à l'intérieur 21 du boîtier 2 sur la figure 2) et ce même fluide dépressurisé 10 issu des zones dépressurisées de l'injecteur 7 représentées sur la figure 2 par un circuit dépressurisé 12 relié à la cavité 20 par l'intermédiaire d'une ouverture dépressurisée 23 et d'au moins un moyen de fermeture 120 tel qu'une vanne. L'actionneur 3 est monté mobile dans le boîtier 2. Ainsi, l'actionneur 3 est adapté à y osciller axialement. Il peut aussi être adapté à tourner sur lui-même autour de l'axe AB. Grâce audit lien io fluidique, il est possible de mettre l'actionneur 3 dans une position axiale prédéterminée par rapport au boîtier 1 et de la maintenir inchangée lors d'un régime établi de fonctionnement de l'injecteur 7, c'est-à-dire, lors de son fonctionnement à une température prédéterminée hors phases de démarrage et d'arrêt du moteur 8. 15 L'injecteur 7 comprend au moins une buse 6 présentant une longueur suivant l'axe AB et comportant, suivant ledit axe AB, un orifice d'injection 60 et un siège 61. A l'opposé, la buse 6 est liée au boitier 2 (figure 2). Les dimensions linéaires du boîtier 2, par exemple, sa largeur mesurée perpendiculairement à l'axe AB et/ou sa longueur mesurée le 20 long de l'axe AB, peuvent être supérieures à celles de la buse 6. La masse volumique du boîtier 2 peut être supérieure à celle de la buse 6. L'injecteur 7 comprend au moins une aiguille 5. Elle présente, suivant ledit axe AB, une extrémité 50, libre, définissant un clapet, dans une zone de contact avec le siège 61. A l'opposé, l'aiguille 5 est liée à 25 l'empilement de l'actionneur 3 et, notamment, à sa deuxième face frontale 32, par une première zone de jonction Z1 J1 (figure 2). Les dimensions linéaires de l'actionneur 3, par exemple, sa largeur mesurée perpendiculairement à l'axe AB et/ou sa longueur mesurée le long de l'axe AB, peuvent être supérieures à celles de l'aiguille 5. La 30 masse volumique de l'actionneur 3 peut être supérieure à celle de l'aiguille 5. L'actionneur 3 est adapté à mettre l'aiguille 5 en vibration avec ladite période de consigne i, assurant entre son extrémité 50 et le

7 siège 61 de la buse 6 un mouvement relatif propre à ouvrir et à fermer alternativement le clapet, comme illustré sur les figures 10-11. L'actionneur 3 joue ainsi un rôle d'un maître actif pilotant l'aiguille 5 qui se présente alors comme une esclave passive pilotée.

Grâce à ces agencements, une nappe formée par le fluide pressurisé 1 s'échappant de la buse 6 à l'ouverture du clapet, se trouve fractionnée et forme de fines gouttelettes (non représentées). Dans une application de l'injecteur 7 dans lequel il pulvérise du carburant dans la chambre de combustion 80, les fines gouttelettes favorisent un mélange io air/carburant plus homogène ce qui rend le moteur 8 moins polluant et plus économique. L'extrémité 50 de l'aiguille 5 définissant le clapet est, de préférence, prolongée longitudinalement, suivant l'axe AB, à l'opposé de l'actionneur 3, par une tête 51 obturant le siège 61, de manière à 15 assurer une meilleure étanchéité de l'injecteur 7 avec le clapet fermé (figure 10). Les figures 2, 10-11 illustrent le cas de l'aiguille 5 avec la tête 51, dite entrante, présentant une forme rétrécie (de préférence, tronconique) convergente orientée, selon la flèche AB sur la figure 2, du 20 boîtier 2 vers l'extérieur de la buse 6 dans la chambre de combustion 80. De préférence, au moins une paroi latérale 510 (tronconique dans l'exemple sur la figure 11) de la tête entrante 51 forme avec l'axe AB un angle R prédéterminé aigu ((3 < 90°). Le clapet est défini à l'endroit de la tête entrante 51, dans une zone de contact de la tête entrante 51 avec 25 le siège 61. La tête entrante 51 obture le siège 61 du côté intérieur de la buse 6 orienté vers l'actionneur 3. Le siège 61 de la buse 6 peut être de forme respective rétrécie (de préférence, tronconique) convergente vers l'extérieur de la buse 6. Ces agencements contribuent à améliorer l'étanchéité de l'injecteur 7 avec le clapet fermé (figure 10). 30 Selon l'invention, ledit organe pénétrant 33 présente une longueur L axiale, dite acoustique, telle que le temps de propagation T

8 des ondes acoustiques produites par les vibrations de la partie électroactive 30 de l'actionneur 3 et parcourant cette longueur L répond à l'équation suivante : T = [2n+1 ]*[ti/4], (El) où n est un coefficient multiplicateur, entier positif (figures 2-3, 5-6, 8). Il doit être compris que la longueur L axiale acoustique et les dimensions axiales linéaires (non acoustiques) de l'organe pénétrant 33 se présentent généralement comme deux valeurs physiques distinctes. Il est à noter que les figures 2-3, 5-6, 8 illustrent des cas particuliers où io ces deux valeurs sont confondues. De préférence, ledit organe pénétrant 33 comprend au moins un corps intermédiaire 331 disposé axialement entre le piston 330 et la première face frontale 31. En outre, le piston 330 dépasse radialement du corps intermédiaire 331. 15 Grâce à cet agencement, il est possible, d'une part, de rendre l'organe pénétrant 33 plus léger, et, d'autre part, de créer, sur le piston 330, une première surface d'appui 3301 (figures 3, 5-6, 8) orientée vers la première face frontale 31 et adaptée à transmettre au corps intermédiaire 331 (et, in fine, à l'actionneur 3) une force de pression 20 provenant du fluide pressurisé 1. De préférence, la longueur axiale acoustique hp du piston 330 est négligeable par rapport à celle hc du corps intermédiaire 331 : hp hc (figure 8). De même, l'épaisseur axiale linéaire (non acoustique) du piston 330 peut être négligeable par rapport aux dimensions axiales 25 linéaires (non acoustiques) du corps intermédiaire 331. Ces agencements contribuent à rendre l'organe pénétrant 33 plus léger. Ledit corps intermédiaire 331 peut être l'un parmi des corps suivants : (a) premier corps 3310 (tel qu'une lamelle 3310 illustrée sur les figures 3-4) présentant, transversalement audit axe AB, au moins une section unidirectionnelle ; (b) deuxième corps 3311 (tel qu'une barre axiale pleine 3311 de forme cylindrique de révolution illustrée sur les figures 5-7) présentant, transversalement audit axe AB, au moins une section pleine bidirectionnelle ; (c) troisième corps 3312 (tel qu'un manchon 3312 illustrée sur les figures 8-9) présentant, transversalement audit axe AB, au moins une section creuse bidirectionnelle. Grâce à ces agencements, il est possible d'alléger davantage l'organe pénétrant 33. io De préférence, ledit corps intermédiaire 331 est ajouré (figures 3, 5). Ces agencements contribuent également à une réduction du poids de l'organe pénétrant 33. Ledit corps intermédiaire 331 peut comporter au moins un repli 15 3313. La figure 5 illustre une variante de réalisation du corps intermédiaire 331 comprenant deux replis 3313 disposés symétriquement par rapport à l'axe AB. De plus, ledit corps intermédiaire 331 peut comporter au moins une zone de discontinuité axiale 3314, comme illustrée sur la figure 3 à l'aide d'un ajour axial 20 3315 et sur la figure 5 à l'aide de la barre axiale pleine 3311 discontinue. Grâce à ces agencements, il est possible de réduire uniquement la taille axiale dudit corps intermédiaire 331 sans modifier sa longueur axiale acoustique L. 25 Comme illustré sur la figure 2, l'empilement comprend au moins une partie 34, dite amplificateur 34, liée axialement avec l'aiguille 5 à l'endroit de la deuxième face frontale 32, la partie électroactive 30 et l'aiguille 5 étant disposées axialement de part et d'autre de l'amplificateur 34. Ce dernier est adapté à transmettre les vibrations du 30 matériau électroactif 300 à l'aiguille 5 en les amplifiant de manière que 2936024 i0 les déplacements de l'aiguille 5 au niveau du clapet soient supérieures à l'intégrale des déformations du matériau électroactif 300. L'amplificateur 34 peut présenter une forme sensiblement cylindrique, par exemple de rotation (figure 2). De manière alternative, 5 l'amplificateur 34 peut présenter une autre forme (non représenté), par exemple, tronconique, qui va en rétrécissant dans le sens de l'axe AB orienté de la partie électroactive 30 vers l'aiguille 5. L'empilement comprend en outre au moins une autre partie 35, dite masse arrière 35, l'amplificateur 34 et la masse arrière 35 étant io disposés axialement de part et d'autre de la partie électroactive 30. La masse arrière 35 dispose d'une paroi opposée axialement à la partie électroactive 30, ladite paroi étant confondue avec la première face frontale 31 de l'empilement. La masse arrière 35 contribue à une répartition plus homogène 15 (transversalement à l'axe AB) des contraintes axiales sur le matériau électroactif 300 suite à des sollicitations mécaniques. Ainsi, il est possible de réduire le nombre des fissures et/ou des cassures du matériau électroactif 300 au cours, par exemple, d'assemblage et/ou de fonctionnement de l'injecteur 7. 20 De préférence, le matériau électroactif 300 est piézoélectrique qui peut se présenter comme, par exemple, une ou plusieurs rondelles piézoélectriques céramiques empilées axialement les unes sur les autres pour former la partie électroactive 30 de l'empilement. Les déformations sélectives du matériau électroactif 300, par exemple, les 25 déformations périodiques avec la période de consigne i, générant les ondes acoustiques dans l'injecteur aboutissent in fine aux mouvements longitudinaux relatifs de la tête entrante 51 de l'aiguille 5 par rapport au siège 61 de la buse 6 ou vice versa, propre à ouvrir et à fermer alternativement le clapet, comme évoqué ci-dessus en rapport avec les 30 figures 2 et 10-11. Ces déformations sélectives sont pilotées par des moyens d'excitation 14 correspondants adaptés pour mettre la partie électroactive 30 de l'empilement en vibration avec la période de

Il consigne i, par exemple, à l'aide d'un champ électrique créé par une différence de potentiel appliqué, par l'intermédiaire des fils (non représentés), à des électrodes 301 solidaires du matériau électroactif 300 piézoélectrique. De manière alternative, le matériau électroactif 300 peut être magnétostrictif. Les déformations sélectives de ce dernier sont pilotées par des moyens d'excitation correspondants non représentés, par exemple, à l'aide d'une induction magnétique résultant d'un champ magnétique sélectif obtenu à l'aide, par exemple, d'un excitateur non représenté, et, en particulier, par une bobine solidaire, io par exemple, de l'empilement ou par une autre bobine entourant l'empilement. L'amplificateur 34, la partie électroactive 30 et la masse arrière 35 sont: • d'une part, serrés ensemble par un moyen de précontrainte 36 15 adapté à précontraindre au moins partiellement ledit empilement, et, • d'autre part, adaptés à être traversés par des ondes acoustiques initiées par les vibrations de la partie électroactive 30. 20 Grâce à ces agencements, l'actionneur 3 (avec, d'une part, l'organe pénétrant 33, et, d'autre part, l'aiguille 5) forme un milieu de propagation d'ondes acoustiques présentant au moins une impédance acoustique linéaire I qui dépend d'une surface E d'une section du milieu perpendiculaire à l'axe AB, d'une masse volumique p du milieu et d'une 25 célérité c du son dans le milieu : I = f1(E, p, c). Il est ainsi possible d'obtenir une ouverture du clapet de l'injecteur 7 peu sensible à la pression dans la chambre de combustion 80 en pilotant en déplacement l'extrémité 50 de l'aiguille 5. De même, étant donné ladite longueur acoustique L sélective de l'organe pénétrant 33 écrite à l'aide 30 de l'équation El ci-dessus, il est possible de maintenir dynamiquement immobile ou fixe axialement, à la manière d'un noeud de déplacement,

12 une deuxième surface d'appui 3302 (et, plus généralement, du piston 330) de l'organe pénétrant 33 orientée vers la cavité 20 et adaptée à transmettre, une fois en contact avec le fluide 1, un effort axial propre audit lien fluidique pour réguler ladite position axiale prédéterminée de l'actionneur 3 dans l'injecteur 7. Le maintien de la deuxième surface d'appui 3302 dynamiquement immobile est obtenu grâce au maintien de sa vitesse longitudinale suivant l'axe AB égale à zéro, en profitant de la périodicité du phénomène de la propagation des ondes acoustiques partantes de la masse arrière 35 dans l'organe pénétrant 33.

Le corps intermédiaire 331 se présente comme un corps dont les dimensions radiales perpendiculaires à l'axe AB sont faibles par rapport à ses dimensions axiales linéaires (non acoustiques). Comme mentionné ci-dessus, les dimensions axiales linéaires (non acoustiques) du piston 330 (tout comme son épaisseur axiale) peuvent être négligeables par rapport à celles du corps intermédiaire 331. De ce fait, un modèle acoustique simplifié de l'organe pénétrant 33 peut être représenté par une barre (pleine (figure 6) ou creuse (figure 8), par exemple, percée longitudinalement) encastrée dans la masse arrière 35 dans une deuxième zone de jonction Z2J2. La propagation des ondes acoustiques associe la propagation d'un saut de tension (force) AF0 et d'un saut de vitesse Av à l'aide d'une équation : AF0 = E*06 = E*z*Ov, où E est une surface d'une section de la barre perpendiculaire à son axe privilégié AB, par exemple, son axe de symétrie, A = z*Av est un saut de contrainte, z est une impédance acoustique définie par une équation : z = p*c où p est une masse volumique de la barre et c est une célérité du son dans la barre. II est entendu que la tension Fo est positive pour une compression et la vitesse v est positive dans le sens de propagation des ondes acoustiques. Le produit I = E*z = E*p*c représentatif des propriétés acoustiques de la barre û pleine ou creuse û est appelé impédance linéaire acoustique ou impédance linéaire . Au moins une première rupture d'impédance linéaire 1 se

13 produit dans la deuxième zone de jonction Z2J2. Le terme rupture doit être compris comme une variation d'impédance linéaire I dépassant un seuil prédéterminé représentatif d'une différence entre l'impédance linéaire en amont et celle en aval, par rapport au sens de propagation des ondes acoustiques, d'une zone de rupture d'impédance linéaire située dans un milieu de propagation des ondes acoustiques sur une distance faible devant la longueur d'onde, de préférence, inférieure à une huitième de la longueur d'onde X/8 . Une deuxième rupture d'impédance linéaire I se produit au bout de l'organe pénétrant 33 (ou, lorsque la longueur axiale acoustique hp du piston 330 est négligeable, au bout du corps intermédiaire 331), à l'opposé axialement de la masse arrière 35. Quant à la longueur axiale acoustique L = f(T) exprimée en temps de vol acoustique T, elle est mesurée entre la première et la deuxième ruptures d'impédance linéaire I. On doit comprendre que l'équation référencée El ci-dessus doit être considérée comme vérifiée à une certaine tolérance près pour tenir compte de contraintes de fabrication, par exemple, à une tolérance de l'ordre de 10% de la période de consigne i, c'est-à-dire, de l'ordre de 40% dudit quart de la période de consigne i/4. En prenant en considération cette tolérance, l'équation référencée El ci-dessus peut être réécrite comme suit : T = [2n+1 ]*[ti/4] 0.4*[i/4], (E2) En pratique, la longueur axiale acoustique L = f(T) exprimée en temps de vol acoustique T, mesurées sur des pièces correspondantes fabriquées à l'échelle industrielle, peuvent présenter des légères variations par rapport aux valeurs de référence calculées à l'aides de l'équation El ci-dessus. Ces légères variations peuvent être dues à un effet de masses rapportées. Ces dernières peuvent correspondre, par exemple, à un bossage de guidage (non représenté) dans un plan perpendiculaire à l'axe AB du corps intermédiaire 331. Ladite tolérance permet de prendre en compte ledit effet de masses rapportées de

14 manière à corriger l'expression en temps de vol acoustique de la longueur axiale acoustique L = f(T) à l'aide de l'équation E2 ci-dessus. De préférence, l'injecteur 7 peut comprendre un moyen d'étanchéité 4 interposé : • radialement, entre le piston 330 et la cavité 20 pour former une zone d'étanchéité entre eux, et • axialement, entre la première 3301 et la deuxième 3302 surfaces d'appui du piston 330, pour éviter des suintements axiaux du fluide 1 pouvant perturber une balance des forces axiales exercée sur le piston 330 et, in fine, ledit lien fluidique. La deuxième surface d'appui 3302 du piston 330 étant dynamiquement immobile du fait de la longueur axiale acoustique L = f(T) sélective de l'organe pénétrant 33 décrite par l'une au moins des équations El ou E2 ci-dessus, la présence du joint ne freine pas les vibrations Y1Y2 de la masse arrière (et, plus généralement, de l'actionneur 3) et in fine ne perturbe pas l'ouverture et/ou la fermeture du clapet de l'injecteur 7. Des moyens de rappel 11 de l'actionneur 3 peuvent être prévus pour maintenir la tête entrante 51 de l'aiguille 5 en appui contre le siège 61 de la buse 6, de manière à assurer la fermeture du clapet en absence du fluide 1 et, donc, du lien fluidique, par exemple, après l'assemblage de l'injecteur 7 et avant son branchement au circuit pressurisé 9 du fluide 1 lors de son installation sur une culasse 13 du moteur 8. Cela permet avantageusement de protéger l'intérieur 21 de l'injecteur 7 contre des poussières pouvant causer, par exemple, un court-circuit entre les électrodes 301 de la partie électroactive 30. Les moyens de rappel 11 peuvent être représentés par un ressort en spirale précontraint disposé selon l'axe AB en amont du boîtier 2 par rapport au sens d'écoulement du fluide pressurisé 1 vers la buse 6.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'injection (7) de fluide pressurisé (1) présentant un axe principal d'injection (AB) et comportant au moins : - un boîtier (2) comprenant au moins une cavité (20) axiale remplie du fluide pressurisé (1) et s'ouvrant sur l'intérieur (21) du boîtier (2), s - une buse (6) comportant, suivant ledit axe (AB), un orifice d'injection (60) et un siège (61) et étant, à l'opposé, liée au boitier (2) - un actionneur (3) présentant un empilement incluant au moins une partie électroactive (30) comportant un matériau électroactif (300) et doté 10 o d'une première face frontale (31), prolongée axialement d'un organe pénétrant (33), et o d'une deuxième face frontale (32) opposée axialement à la première (31), l'actionneur (3) étant monté mobile axialement dans le boîtier (2) et 15 ledit organe (33) comprenant un piston (330) engagé de manière sensiblement étanche dans la cavité (20) et formant un lien fluidique entre l'actionneur (3) et le boîtier (2), - des moyens d'excitation adaptés à mettre la partie électroactive (30) de l'actionneur (3) en vibration avec une période de consigne i, 20 - une aiguille (5) à tête entrante (51) présentant, suivant ledit axe (AB), une extrémité (50), libre, définissant un clapet à l'endroit de la tête entrante (51), dans une zone de contact avec le siège (61) et étant, à l'opposé, liée à la deuxième face frontale (32) de l'actionneur (3) qui met cette aiguille (5) en vibration, assurant entre 25 sa tête entrante (51) et le siège (61) de la buse (6) un mouvement 16 relatif propre à ouvrir et à fermer alternativement le clapet, caractérisé en ce que ledit organe pénétrant (33) présente une longueur (L) axiale telle que le temps de propagation T des ondes acoustiques produites par les vibrations de la partie électroactive (30) de l'actionneur (3) et parcourant cette longueur (L) répond à l'équation suivante : T = [2n+1]*[i/4], où n est un coefficient multiplicateur, entier positif.
2. 2. Dispositif d'injection (7) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe pénétrant (33) comprend au moins un corps intermédiaire (331) disposé axialement entre le piston (330) et la première face frontale (31), et en ce que le piston (330) dépasse radialement du corps intermédiaire (331).
3. 3. Dispositif d'injection (7) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit corps intermédiaire (331) est l'un parmi des corps suivants : (a) premier corps (3310) présentant, transversalement audit axe (AB), au moins une section unidirectionnelle ; (b) deuxième corps (3311) présentant, transversalement audit axe (AB), au moins une section pleine bidirectionnelle ; (c) troisième corps (3312) présentant, transversalement audit axe (AB), au moins une section creuse bidirectionnelle.
4. 4. Dispositif d'injection (7) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit corps intermédiaire (331) est ajouré.
5. 5. Dispositif d'injection (7) selon l'une quelconques des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit corps intermédiaire (331) comprend au moins un repli (3313).
6. 6. Dispositif d'injection (7) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'étanchéité (4) interposé, radialement, entre le piston (330) et la cavité (20).17
7. 7. Dispositif d'injection (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une aiguille (5), et en ce que l'empilement comprend au moins une partie (34), dite amplificateur (34), liée axialement avec l'aiguille (5) s à l'endroit de la deuxième face frontale (32), la partie électroactive (30) et l'aiguille (5) étant disposées axialement de part et d'autre de l'amplificateur (34).
8. 8. Dispositif d'injection (7) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'empilement comprend au moins une autre io partie (35), dite masse arrière (35), l'amplificateur (34) et la masse arrière (35) étant disposés axialement de part et d'autre de la partie électroactive (30), et en ce que la masse arrière (35) dispose d'une paroi opposée axialement à la partie électroactive (30), ladite paroi étant confondue avec la première face frontale (31) de l'empilement. 15
9. 9. Dispositif d'injection (7) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'empilement est confondu avec l'actionneur (3), et en ce que l'amplificateur (34), la partie électroactive (30) et la masse arrière (35) sont serrés ensemble par un moyen de précontrainte (36) et adaptés à être traversés par des ondes acoustiques initiées par les 20 vibrations de la partie électroactive (30).
10. 10. Moteur (8) à combustion interne utilisant le dispositif d'injection (7) de fluide pressurisé (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.