FR2944064A3 - Dispositif d'injection de fluide. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'injection (1) de fluide (2) présentant un axe principal (AB) et comprenant : - un corps (3) présentant un orifice d'injection (30) et un siège (31), - une aiguille (4) montée mobile dans le corps (3) parallèlement à l'axe principal (AB) et présentant vers une première extrémité (40) un clapet défini dans une zone de contact (41 ) avec le siège (31), - un actionneur (5) monté mobile dans le corps (3) et présentant une partie électroactive (50) adaptée à être mise en vibration par des moyens d'excitation (6) pour communiquer à l'aiguille (4) un mouvement propre à ouvrir et à fermer le clapet, Selon l'invention, le dispositif d'injection (1) comprend un levier (7) disposé pour subir le mouvement de l'actionneur (5) et amplifier ainsi les courses d'ouverture et de fermeture du clapet.

Description

i Dispositif d'injection de fluide L'invention concerne un dispositif d'injection d'un fluide, par exemple, d'un carburant pressurisé, en particulier pour un moteur à combustion interne. Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, un dispositif d'injection de fluide, dit injecteur, présentant un axe principal. Cet injecteur comprend : - un corps présentant un orifice d'injection et un siège, - une aiguille montée mobile dans le corps parallèlement à l'axe principal et présentant vers une première extrémité un clapet défini io dans une zone de contact avec le siège, - un actionneur monté mobile dans le corps et présentant une partie électroactive adaptée à être mise en vibration à une fréquence prédéterminée par des moyens d'excitation pour communiquer à l'aiguille un mouvement propre à ouvrir et à fermer le clapet. 15 Un tel injecteur est connu de l'homme du métier comme le montre la demande de brevet français FR 2 889 257. Le débit du fluide à travers cet injecteur connu est défini par les courses d'ouverture et de fermeture du clapet. Pour augmenter ledit débit, il est nécessaire d'amplifier le mouvement de l'aiguille propre à ouvrir et à fermer le 20 clapet. Pour cela un compromis délicat doit généralement être réalisé entre, d'une part, la compacité du corps de l'injecteur et, d'autre part, le surdimensionnement axial de l'ensemble actionneur + aiguille logé dans le corps. Ce surdimensionnement est dû à la longueur axiale de l'aiguille déterminée, en lien avec son matériau constitutif, pour que 25 l'aiguille entre en résonance lorsqu'elle est soumise à des vibrations axiales de l'actionneur à une fréquence d'excitation prédéterminée définie par les moyens d'excitation.

2 La présente invention, qui s'appuie sur cette observation originale, a notamment pour but de proposer un dispositif d'injection de fluide visant à pallier l'une au moins des limitations précédemment évoquées. A cette fin, le dispositif d'injection, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est en particulier caractérisé en ce qu'il comprend un levier disposé pour subir le mouvement de l'actionneur et amplifier ainsi les courses d'ouverture et de fermeture du clapet. Grâce à cet agencement, le débit de l'injecteur peut être io augmenté sans avoir recours à la résonance de l'aiguille lorsqu'elle est soumise aux vibrations axiales de l'actionneur. De ce fait, la longueur axiale de l'aiguille peut être réduite ce qui contribue à rendre l'ensemble actionneur + aiguille et, in fine, le corps de l'injecteur, plus compact. Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un moteur 15 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, où le fluide est un carburant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre 20 indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : les figures 1 et 2 représentent de manière schématique des coupes longitudinales simplifiées d'un injecteur selon l'invention illustrant son fonctionnement : injecteur dans un état fermé avec un 25 débit nul de fluide à travers l'injecteur (figure 1) ; injecteur dans un état ouvert avec un débit non nul de fluide à travers l'injecteur (figure 2), les figures 3 et 4 représentent de manière schématique des coupes longitudinales simplifiées partielles agrandies d'un fragment de l'injecteur selon l'invention illustrant un fonctionnement d'un clapet 30 formé par une buse et par une aiguille à tête sortante : clapet fermé

3 (figure 3) lorsque l'injecteur est dans l'état fermé (figure 1) ; clapet ouvert (figure 4) lorsque l'injecteur est dans l'état ouvert (figure 2), les figures 5 et 6 représentent de manière schématique des coupes longitudinales simplifiées partielles agrandies d'un fragment de l'injecteur selon l'invention illustrant un fonctionnement d'un levier disposé entre un actionneur et l'aiguille : levier dans un état de repos (figure 5) lorsque l'injecteur est dans l'état fermé (figures 1, 3) ; levier dans un état de travail (figure 6) lorsque l'injecteur est dans l'état ouvert (figures 2, 4), io la figure 7 représente de manière schématique en vue de dessus le levier de l'injecteur selon l'invention destiné à être disposé entre l'actionneur et l'aiguille, la figure 8 représente de manière schématique une vue en perspective de l'élément rapporté en forme d'une bague cylindrique de 15 rotation avec deux faces d'appui entaillées. Comme annoncé précédemment et illustré sur les figures 1-8, l'invention concerne un dispositif d'injection 1, ou injecteur, destiné à injecter un fluide 2, dit d'alimentation, par exemple un carburant, en forme de nappes (films) angulaires (non représentées), dans une 20 chambre de combustion 111 d'un moteur à combustion interne 11, ou dans un conduit d'admission d'air non représenté, ou dans un conduit des gaz d'échappement non représenté. Le fluide 2 d'alimentation est issu d'un dispositif de traitement non représenté comportant, par exemple, un réservoir, une pompe, un filtre. Le fluide 2 d'alimentation 25 entrant dans l'injecteur 1 via un conduit d'amenée 36 présente une pression PI, dite haute pression PI, supérieure à une pression seuil prédéterminée Po (par exemple, égale à une pression atmosphérique autour de l'injecteur 1), dite basse pression Po : P~ > Po (figures 1-2). L'injecteur 1 présente un axe principal AB, par exemple, son 30 axe d'allongement, de préférence parallèle et orienté dans le sens de la

4 pesanteur G (du haut vers le bas sur les figures 1-6) lorsque l'injecteur 1 est disposé sur le moteur à combustion interne 11. Les figures 1-2 montrent un exemple de l'injecteur 1 solidaire avec une culasse 110 du moteur à combustion interne 11. L'injecteur 1 comprend : - un corps 3 allongé selon l'axe principal AB et présentant un orifice d'injection 30 et un siège 31, - une aiguille 4, de préférence filiforme, montée mobile dans le corps 3, selon un axe secondaire CD sur la figure 1, parallèlement à l'axe principal AB et présentant vers une première extrémité 40, libre, un io clapet défini dans une zone de contact 41 avec le siège 31, - un actionneur 5 monté mobile dans le corps 3 et présentant une partie électroactive 50 adaptée à être mise en vibration à une fréquence prédéterminée par des moyens d'excitation 6 pour communiquer à l'aiguille 4 un mouvement relatif propre à ouvrir 15 (figures 2, 4, 6) et à fermer (figures 1, 3, 5) alternativement le clapet. L'actionneur 5 joue ainsi un rôle d'un maître actif pilotant l'aiguille 4 qui se présente alors comme une esclave passive pilotée. Les dimensions linéaires de l'actionneur 5, par exemple, sa largeur mesurée perpendiculairement à l'axe principal AB et/ou sa 20 longueur axiale mesurée le long de l'axe secondaire CD, sont supérieures à celles de l'aiguille 4. La masse de l'actionneur 5 est supérieure à celle de l'aiguille 4. Selon l'invention, le dispositif d'injection 1 comprend un levier 7, par exemple en forme d'une plaque, de préférence, en forme d'une 25 plaque rectangulaire métallique illustrée sur la figure 7. De manière alternative, le levier 7 peut être en forme d'une plaque rectangulaire céramique (non illustrée). Le levier 7 est disposé pour subir le mouvement de l'actionneur 5 et amplifier ainsi les courses d'ouverture et de fermeture du clapet (figures 1-2, 5-6). 30 De préférence, le levier 7 est disposé entre l'actionneur 5 et l'aiguille 4 (figures 1-2, 5-6). Cet agencement contribue à rendre l'assemblage de l'injecteur 1 plus rapide. De préférence, l'actionneur 5 et le levier 7 présentent, en regard l'un de l'autre, respectivement une première 51 et une deuxième 70 surfaces de contact, au moins l'une 70 d'elles étant convexe (figures 1-2, 5-7). Grâce à cet agencement, le contact entre l'actionneur 5 et le levier 7 est du type mono point avec un aire réel de contact tendant io vers le zéro et qui peut être modélisé dans une première approche par une théorie de Hertz décrivant un contact entre une sphère et un plan parfaitement rigides. Le contact mono point contribue à réduire la friction entre l'actionneur 5 et le levier 7 et, donc, à réduire leur usure réciproque. De ce fait, le mouvement de l'actionneur 5 est transmis au 15 levier 7 quasiment sans pertes. De préférence, le levier 7 présente (à l'opposé, selon l'axe principal AB, de ladite deuxième 70 surface de contact) une première 71 et une deuxième 72 surfaces de roulement, la première surface de roulement 71 étant en contact avec l'aiguille 4, la deuxième surface de 20 roulement 72 étant en contact avec le corps 3. Grâce à ces agencements, le contact entre le levier 7 et le corps 3 s'opère par appui (du levier 7 sur le corps 3) dans une zone de glissement 721 (figures 2, 5) et est du type : • mono point mentionné ci-dessus si la deuxième 72 surface 25 de roulement est hémisphérique (non représentée), ou • mono ligne Si la deuxième 72 surface de roulement est cylindrique (figure 7). Par analogie, le contact entre le levier 7 et l'aiguille 4 est 5 également du type : • mono point mentionné ci-dessus si la première 71 surface de roulement est hémisphérique (non représentée), ou • mono ligne Si la première 71 surface de roulement est cylindrique (figure 7). Comme précédemment, le contact du type mono point (ou mono ligne ) contribue à réduire la friction (et, donc, l'usure réciproque) des couples levier 7 / aiguille 4 , levier 7 / corps 3 . De ce fait, le mouvement de l'actionneur 5 est transmis, via le levier 7, à io l'aiguille 4 quasiment sans pertes. Comme illustré sur les figures 5-6, l'actionneur 5 en vibration fait pivoter le levier 7 autour d'un axe de pivotement OS transversal à l'axe principal AB, de manière à ce que : • la deuxième 72 surface de roulement glisse par rapport au corps 15 3 dans la zone de glissement 721, • la position angulaire (pi du levier 7 évolue, par rapport à l'axe principal AB, lors dudit pivotement, entre deux valeurs limites différentes : (pi < (pi < (po. De préférence, le levier 7 présente à l'opposé, selon l'axe 20 principal AB, de ladite deuxième 70 surface de contact, une surface centrale 73 (figures 5-7) reliant la première 71 et la deuxième 72 surfaces de roulement. Comme illustré sur les figures 5-6, au moins la deuxième surface de roulement 72 peut dépasser, selon l'axe principal AB en direction de l'aiguille 4, la surface centrale 73. Dans cette 25 configuration, lesdites deux valeurs limites angulaires sont limitées comme suit : A (pi = (po û cpi < 5° pour éviter a priori tout contact inopiné du levier 7 en pivotement et une extrémité 39 du corps 3 en regard de la surface centrale 73 (figure 6). 6

7 Grâce à cet agencement, le levier 7 présente un facteur d'amplification K des courses de l'aiguille 4 défini comme suit : K = (a + R) / R, K > 1, où a est une distance entre l'axe principal AB et l'axe secondaire CD et R est une distance entre l'axe principal AB et l'axe de pivotement OS (figures 5-7). De préférence, dans son mouvement, l'actionneur 5 est guidé, près du levier 7, par un moyen de centrage 8 présentant, de préférence, une forme torique. Par exemple, le moyen de centrage 8 peut être formé par une première bague cylindrique disposée io transversalement à l'axe principal AB. Le corps 3 peut comporter un alésage 350 adapté à recevoir le moyen de centrage 8. Ce dernier peut donc être logé au moins partiellement dans l'alésage 350, par exemple, en prenant appui sur un rebord 353 dudit alésage 350, ledit rebord 353 dépassant l'alésage 350 vers l'intérieur 35 du corps 1 transversalement 15 à l'axe principal AB (figures 1-2). Le moyen de centrage 8 peut effleurer l'actionneur 5 et être solidaire avec le corps 3 (figures 1-2). Grâce à ces agencements, la position axiale (selon l'axe principal AB) de l'actionneur 5 en vibration reste inchangée. Cela permet de maîtriser une composante du mouvement de l'actionneur 5 20 transversale à l'axe principal AB (figures 1-2) et pouvant influencer le facteur d'amplification K des courses de l'aiguille 4 (voire provoquer un déplacement parasite du levier 7 transversalement à l'axe principal AB). La partie électroactive 50 de l'actionneur 5 comporte un matériau électroactif 500 (axialement à distance du levier 7) adapté à 25 produire des vibrations avec la fréquence v prédéterminée, par exemple, ultrasonore pouvant s'étaler entre environ 10 kHz et 60 kHz, c'est-à-dire, avec une période de consigne de vibrations correspondante comprise respectivement entre environ 10-4 set environ 1610-6 s. Les vibrations du matériau électroactif 500 présentent une 30 amplitude initiale X0. De préférence, la première extrémité 40 de l'aiguille 4 comporte

8 une tête sortante 42. En outre, le corps 3 comprend : • une buse 32 allongée adaptée à loger l'aiguille 4 et comprenant l'orifice d'injection 30, • le siège 31 et • un conduit de circulation 33 du fluide 2 qui débouche, d'une part, vers le siège 31, sur l'orifice d'injection 30 du fluide 2 hors de la buse 32 et, d'autre part, à l'opposé du siège 31, dans une gorge 34. Cette dernière s'ouvre, suivant l'axe principal AB, sur l'intérieur 35 du corps 3, le conduit de circulation 33 étant pourvu d'au moins un orifice io latéral 330 qui est lié avec le conduit d'amenée 36 du fluide 2. L'orifice latéral 330 est situé, suivant l'axe principal AB, entre le siège 31 et la gorge 34. Cette dernière présente, dans un plan transversal à l'axe principal AB, une section supérieure à celle du conduit de circulation 33 mesurée entre la gorge 34 et l'orifice latéral 330. En plus, le dispositif 15 d'injection 1 comprend un moyen de rappel mécanique 9 adapté à rappeler le clapet, vers l'état fermé (figures 1, 3), le moyen de rappel 9 étant lié avec l'aiguille 4 et logé au moins partiellement dans la gorge 34 en y prenant appui. Grâce au moyen de rappel 9, il est possible de maintenir fermé 20 le clapet (c'est-à-dire, la tête sortante 42 en appui sur le siège 31, comme illustré sur les figures 1, 3) de l'injecteur 1 assemblé, en absence du fluide 2 pressurisé dans le conduit de circulation 33. Cela permet de préserver la tête sortante 42 (et, par conséquent, l'aiguille 4) contre des déformations dues aux à-coups inopinés lors des 25 manipulations de l'injecteur 1 assemblé pendant son transport et/ou son installation sur la culasse 110. Avantageusement, le moyen de rappel 9 peut être du type mécanique. Il comporte un ressort 90 (par exemple, en spirale) présentant un coefficient d'élasticité suffisant pour maintenir fermé le 30 clapet de l'injecteur 1 assemblé, en absence du fluide 2 pressurisé dans le conduit de circulation 33. Le ressort 90 est disposé axialement (par rapport à l'axe secondaire CD) autour de l'aiguille 4. La gorge 34 peut présenter un épaulement 340 transversal à l'axe principal AB, le ressort 90 prenant l'appui sur l'épaulement 340 (figures 1-2). Le ressort 90 peut être lié avec l'aiguille 4 à l'aide des moyens de fixation, par exemple, à l'aide d'une clavette demi-lune 92 avec une rondelle 91 (figure 2). Le moyen de rappel 9 et, notamment le ressort 90, doit présenter une constante de temps de réponse inférieure ou égale à la demi période de consigne de vibrations de la partie électroactive 50 io de l'actionneur 5. Grâce à ces agencements, il est possible, lors de l'assemblage de l'injecteur 4, d'introduire l'aiguille 4 par la buse 32, puis installer le moyen de rappel 9 en introduisant le ressort 90 via un passage axial 351 du corps 3 (lorsque l'injecteur 1 est assemblé, le passage axial 351 est recouvert par un couvercle 352 (figure 1)), puis 15 fixer le ressort 90 à l'aiguille 4 à l'aide de la clavette demi-lune 92 avec une rondelle 91. L'assemblage de l'injecteur 1 peut donc être modulaire, c'est-à-dire, être réalisé en plusieurs opérations distinctes espacées (dans le temps et/ou dans l'espace). Par exemple, il est possible de fabriquer l'actionneur 5 dans une première salle, puis réunir 20 l'actionneur 5 avec le corps 3, l'aiguille 4 et le levier 7 dans une deuxième salle dite blanche et dont l'atmosphère est contrôlée, c'est-à-dire, peut présenter des taux de poussière, d'humidité, de température etc. préétablis. Ainsi, des grains de poussière pouvant se produire lors de fabrication de l'actionneur 5 restent dans la première 25 salle et ne peuvent pas se déposer, par exemple, sur l'aiguille 4 et/ou dans le corps 3 et/ou dans le conduit de circulation 33. Ce mode de réalisation contribue à rendre la fabrication de l'injecteur 1 plus fiable. En outre, lors de l'assemblage de l'injecteur 1, il est possible d'introduire, d'une part, l'aiguille 4 par le siège 31 de la buse 32, et, 30 d'autre part, l'actionneur 5 et le levier 7 via le passage axial 351 du corps 3. De ce fait, il est possible d'usiner l'aiguille 4 en une seule pièce et, en particulier, la première extrémité 40 en monobloc avec la tête sortante 42. L'usinage dans une pièce monobloc présente une solution la plus simple à mettre en oeuvre lors d'une fabrication des dites pièces 2944064 i0 à l'échelle industrielle. En outre, cette solution rend l'aiguille 4 et, en particulier, l'ensemble première extrémité 40 + tête sortante 42 plus robuste dans le temps en fatigue et plus résistant aux chocs. De préférence, le dispositif d'injection 1 comprend au moins un 5 moyen d'étanchéité 10 interposé : • radialement par rapport à l'axe principal AB, entre l'aiguille 4 et le conduit de circulation 33 pour former dans le conduit de circulation 33 une zone d'étanchéité 331, et, • suivant l'axe principal AB, entre la gorge 34 et l'orifice latéral i o 330, pour maintenir l'intérieur 35 du corps 3 à l'écart de suintements du fluide 2 à partir du conduit de circulation 33. Ces agencements contribuent à préserver la partie électroactive 50 de l'actionneur 5 contre des court circuits dus à la 15 présence du fluide 2 (pouvant être du type conducteur électrique) à l'intérieur 35 du corps 3. De manière alternative, le moyen d'étanchéité 10 peut être adapté à maintenir des suintements (écoulements imperceptibles qui ne perturbent pas le champ de pression fluidique PI dans le conduit de 20 circulation 33) le long du moyen d'étanchéité 10 vers l'intérieur 35 du corps 3 à partir du conduit de circulation 33, le fluide 2 une fois suinté devenant alors dépressurisé (Po < PI). Comme illustré sur les figures 1-2 le fluide 2 dépressurisé peut être évacué l'intérieur 35 du corps 3 via un conduit de retour 37. De préférence, ce dernier est situé dans le 25 couvercle 352 et le fluide 2 est du type isolant électrique. Cela permet d'utiliser le fluide 2 issu des suintements et présent à l'intérieur 35 du corps 3 pour refroidir la partie électroactive 50 de l'actionneur 5. De préférence, la zone d'étanchéité 331 du conduit de circulation 33 présente, dans un plan transversal à l'axe principal AB,

Il une section, à la fois, supérieure à celle de l'orifice d'injection 30 et inférieure à celle de la gorge 34. Le dispositif d'injection 1 comprend un élément rapporté 10 s'étendant dans la zone d'étanchéité 331 autour de l'aiguille 4, en effleurement avec le conduit de circulation 33, l'élément rapporté 10 étant lié (par exemple, à l'aide d'une soudure, d'une colle etc.) avec l'aiguille 4. Le moyen d'étanchéité 10 est formé par ledit élément rapporté 10. Lorsque le conduit de circulation 33 est rempli du fluide 1, le champ de haute pression fluidique PI y crée une force résultante io sélectivement orientée du siège 31 vers l'actionneur 5 (c'est-à-dire, à l'opposée du sens de l'axe principal AB sur les figures 1-2) et tendant à maintenir le clapet fermé (avec la tête sortante 42 plaquée (en appui) contre le siège 31, comme le montrent les figures 1, 3). La présence de l'élément rapporté 10 (distinct de l'aiguille 4) permet de 15 faire varier ladite section localement, dans l'endroit de la zone d'étanchéité 331, sans procéder à un usinage complexe d'un profil sélectif de l'aiguille 4 filiforme. L'aiguille 4 ne présentant pas de profile sélectif, son alignement dans le conduit de circulation 33 lors d'un assemblage de l'injecteur est aisé. La zone d'étanchéité 331 (avec 20 ladite section ainsi élargie), l'élément rapporté 10, le fluide 2 se présentent donc comme des moyens fluidiques de rappel de l'aiguille 4. Ces moyens fluidiques de rappel sont du type vérin hydraulique, avec le fluide 2 comme liquide de travail. Lorsque le conduit de circulation 33 est rempli du fluide 1, lesdits moyens fluidiques de rappel sont couplés 25 avec le moyen de rappel 9 (et, notamment avec le ressort 90), de manière à ce que leur constante de temps de réponse (commune aux moyens fluidiques et mécanique de rappel) soit inférieure ou égale à une demi période de consigne de vibrations de la partie électroactive 50 de l'actionneur 5. 30 L'élément rapporté 10 peut être constitué d'une deuxième bague, de préférence, cylindrique (par exemple, cylindrique de rotation comme celle sur la figure 8). La deuxième bague présente une

12 première et une deuxième faces d'appui 800, 801 opposées axialement. La première face d'appui 800 est orientée vers le siège 31 de la buse 32 et assure une fonction de réception de la haute pression PI du fluide 2. La deuxième face d'appui 801 est orientée vers l'intérieur 35 du corps 3 et assure une fonction de transmission vers le levier 7 d'un effort axial constitué par la haute pression PI du fluide 2. L'une au moins des dites faces d'appui 800, 801 peut être entaillée avec des entailles 802. Ces dernières contribuent à sécuriser la deuxième bague contre le gonflement transversal à l'axe secondaire CD lors de l'infiltration inopinée du fluide 2 pressurisé entre l'aiguille 4 et la deuxième bague. La figure 8 présente la deuxième bague avec les deux faces d'appui 800, 801 entaillées. Grâce à cet agencement, la deuxième bague cylindrique avec les deux faces d'appui 800, 801 entaillées est plus simple à monter car ne dispose pas d'un sens de montage privilégié. De préférence, l'actionneur 5 comprend au moins une partie, dite amplificateur 52, liée avec la partie électroactive 50 et orientée vers le levier 7. Comme illustré sur les figures 1-3, 4-5, la première surface de contact 51 de l'actionneur 5 est formée par l'amplificateur 52. Ce dernier est adapté à augmenter l'amplitude initiale X0 des vibrations du matériau électroactif 500 tout en gardant leur fréquence v inchangée. Ainsi, au niveau de la première surface de contact 51, l'amplificateur 52 transmet au levier 7 les vibrations avec la fréquence v et une amplitude intermédiaire X telle que : Xi > Xo. En d'autres termes, grâce à l'amplificateur 52, les déplacements de la première surface de contact 51 définis par ladite amplitude intermédiaire XI, sont supérieurs à l'intégrale des déformations du matériau électroactif 500. A son tour, le levier 7 transmet à l'aiguille 4 les vibrations avec la fréquence v et une amplitude finale X2 (qui définit les courses d'ouverture et de fermeture du clapet de l'injecteur 1) telle que : X2 > X1 > X0•

13 L'amplificateur 52 peut présenter une forme cylindrique ou tronconique, ou une autre forme couplant au moins une partie cylindrique avec au moins une autre partie tronconique rétrécie axialement en direction du levier 7.

De préférence, l'aiguille 4, le levier 7, l'amplificateur 52 et le corps 3 (en particulier la buse 32) sont réalisés en matériaux présentant la même masse volumique et la même célérité du son. De préférence, l'aiguille 4, le levier 7, l'amplificateur 52 et le corps 3 (en particulier la buse 32) sont réalisés en matériaux présentant le même coefficient de dilatation thermique. De ce fait, le débit du fluide 1 à travers l'injecteur 1 tende à rester (quasi) insensible aux variations thermiques lors des différents régimes de fonctionnement du moteur 3 L'actionneur 5 comprend au moins une autre partie, dite masse arrière 53 jouant un rôle de répartition homogène des contraintes sur le matériau électroactif 500. L'amplificateur 52 et la masse arrière 53 sont disposés axialement de part et d'autre de la partie électroactive 50. L'amplificateur 52, la partie électroactive 50 et la masse arrière 53 sont, d'une part, serrés ensemble par un moyen de précontrainte adapté à précontraindre au moins partiellement l'actionneur 5, et, d'autre part, adaptés à être traversés par des ondes acoustiques initiées par les vibrations de la partie électroactive 50. Dans une variante de réalisation de l'invention illustrée sur les figures 1-2, le moyen de précontrainte est confondu avec la masse arrière 53. De préférence, le matériau électroactif 500 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 50 de l'actionneur 5. Les déformations sélectives du matériau électroactif 500, par exemple, les déformations périodiques avec la période de consigne T, générant les ondes acoustiques dans l'injecteur 1 aboutissent in fine aux

14 mouvements longitudinaux relatifs de la première extrémité 40 de l'aiguille 4 par rapport au siège 31 de la buse 32 ou vice versa, propre à ouvrir et à fermer alternativement le clapet, comme évoqué ci-dessus. Ces déformations sélectives sont pilotées par des moyens d'excitation correspondants 6 adaptés pour mettre la partie électroactive 50 en vibration avec la période de consigne T, par exemple, à l'aide d'un champ électrique créé par une différence de potentiel appliqué, par l'intermédiaire des fils à des électrodes (non représentés) solidaires du matériau électroactif 500 piézoélectrique. De ce fait, le fluide 2 débite à travers l'orifice d'injection 30 vers l'extérieur de la buse 32 de manière discontinue, par des saccades qui fragmentent, avec la période de consigne T, la nappe du fluide 2 arrivant, via l'orifice d'injection 30, dans la chambre de combustion 111. Une telle fragmentation de la nappe contribue à un mélange plus homogène entre le fluide 2 et un air d'admission dans la chambre de combustion 111. De manière alternative non illustrée sur les figures, le matériau électroactif 500 est magnétostrictif. Il peut se présenter comme, par exemple, un ou plusieurs barreaux longitudinaux (noyaux) magnétostrictifs empilés latéralement les uns sur les autres pour former la partie électroactive 50 de l'actionneur 5. Les déformations sélectives desdits barreaux longitudinaux (noyaux) magnétostrictifs sont pilotées par des moyens d'excitation 6 correspondants adaptés pour mettre la partie électroactive 50 en vibration avec la période de consigne T, 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 distinct de l'actionneur 5, et, en particulier, par au moins une bobine solidaire du corps 3, disposée de préférence à l'intérieur 35 du corps 3 de l'injecteur 1. Comme illustré sur les figures 1-4, la tête sortante 42 présente une forme évasée divergente (de préférence tronconique) dans un sens de l'axe secondaire CD orienté vers l'extérieur de la buse 32 dans la chambre de combustion 111 et représenté par une flèche

15 (parallèlement à la pesanteur G sur les figures 1-2). La tête sortante 42 obture le siège 31 du côté extérieur de la buse 32. De préférence, le corps 3 comprend, à l'opposé de la buse 32, au moins une première cavité 120 liée avec le conduit d'amenée 36.

Comme illustré sur les figures 1-2, la première cavité 120 est agencée, par exemple, dans le couvercle 352 et est remplie du fluide 2 à haute pression PI. La première cavité 120 s'ouvre à l'intérieur 35 du corps 3 vers l'aiguille 4. L'actionneur 5 (en particulier, sa masse arrière 53) est prolongé, à l'opposé de l'amplificateur 52, d'un piston d'appui 12 engagé de manière sensiblement étanche dans la première cavité 120. Le piston d'appui 12 coopérant avec la première cavité 120 à l'aide du fluide 2 à haute pression PI forme un premier lien fluidique entre l'actionneur 5 et le corps 3. Grâce à ces agencements, l'actionneur 5 est maintenu en appui contre le levier 7 avec une première force prédéterminée. De préférence, le corps 3 comprend, à l'opposé de la buse 32, au moins une deuxième cavité 130 qui s'ouvre à l'intérieur 35 du corps 3 vers l'aiguille 4. Comme illustré sur les figures 1-2, la deuxième cavité 130 est agencée, par exemple dans le couvercle 352, et est remplie du fluide 2 à une pression intermédiaire P2 entre la haute PI et la basse Po pressions citées ci-dessus : Po P2 < PI. L'actionneur 5 (en particulier, sa masse arrière 53) est prolongé, à l'opposé de l'amplificateur 52, d'un piston de blocage 13 engagé de manière sensiblement étanche dans la deuxième cavité 130. Le piston de blocage 13 coopérant avec la deuxième cavité 130 à l'aide du fluide 2 forme un deuxième lien fluidique entre l'actionneur 5 et le corps 3. Ces agencements contribuent à limiter des pertes acoustiques dues aux vibrations parasites de la masse arrière 53 lors du fonctionnement de l'injecteur 1. En effet, la masse arrière 53 étant quasi bloquée en recul (l'actionneur 5 ne pouvant de ce fait quasiment pas reculer dans la direction opposée au levier 7), les vibrations de la partie

16 électroactive 50 excitée par les moyens d'excitation 6, ne sont transmises que dans la direction du levier 7, c'est-à-dire, vers la première surface 51 de contact de l'amplificateur 52. Comme illustré sur les figures 1-2, la première cavité 120 avec le piston d'appui 12 et la deuxième cavité 130 avec le piston de blocage 13 sont coaxiales, la première cavité 120 s'ouvrant sur la deuxième cavité 130. Cette dernière est remplie par le fluide 2 issu de la première cavité 120 et suintant entre le piston d'appui 12 et la première cavité 120. De préférence, la première 120 et la deuxième 130 cavités sont axisymétriques par rapport à l'axe principal AB. La première cavité 120 présente une première profondeur H12 suivant l'axe principal AB et une première section S12 dans un plan transversal à l'axe principal AB. La deuxième cavité 130 présente : • une deuxième profondeur H13 inférieure à la première profondeur H12 : H13 < H12, et • une deuxième section S13 supérieure à la première section S12 : S13 > S12. Ces agencements contribuent à minimiser les dimensions linéaires de l'injecteur 1 selon l'axe principal AB (tout en profitant de l'incompressibilité du fluide 2 pour assurer la fonction du blocage de la masse arrière 53, comme discuté ci-dessus), à simplifier la fabrication de l'injecteur 1 et à rendre son assemblage plus rapide. Comme illustré sur les figures 5-7, la première surface de contact 51 de l'actionneur 5 est convexe et la deuxième surfaces de contact 70 du levier 7 est concave. De manière alternative (cas non représenté), la première surface de contact 51 de l'actionneur 5 est concave et la deuxième surfaces de contact 70 du levier 7 est convexe. Grâce à ces agencements, l'actionneur 5 est connecté avec le levier 7 par une connexion du type le mâle convexe dans la femelle concave ce qui facilite l'emplacement correct de l'actionneur 5 dans

17 un endroit prédéterminé du levier 7 pour que l'injecteur 1 ainsi assemblé assure le facteur d'amplification K attendu des courses de l'aiguille 4. Pour faciliter davantage l'emplacement correct de l'actionneur 5 dans l'endroit prédéterminé du levier 7, le mâle convexe (première surface de contact 51 sur les figures 5-6) présente un rayon de courbure inférieur à celui de la femelle concave (deuxième surfaces de contact 70). Par analogie avec l'ensemble actionneur 5 + levier 7 , les io ensembles respectifs première surface de roulement 71du levier 7 + aguille 4 et deuxième surface de roulement 72 du levier 7 + corps 3 peuvent présenter des connexions du type le mâle convexe dans la femelle concave . Dans l'exemple sur les figures 5-6, la première 71 et la deuxième 72 surfaces de roulement du levier 7 sont convexes 15 tandis que l'aiguille 4 et le corps 3 sont concaves. De manière alternative non représentée, la première 71 et la deuxième 72 surfaces de roulement du levier 7 peuvent être concaves. Dans ce cas, l'aiguille 4 et le corps 3 sont convexes. Comme précédemment pour l'ensemble actionneur 5 + levier 20 7 , le mâle convexe présente de manière privilégiée un rayon de courbure inférieur à celui de la femelle concave pour les ensembles respectifs première surface de roulement 71 du levier 7 + aguille 4 et deuxième surface de roulement 72 du levier 7 + corps 3 . Comme illustré sur la figure 2, la zone de glissement 721 dans 25 laquelle, comme mentionné précédemment, le contact entre la deuxième surface de roulement 72 du levier 7 et le corps 3 s'opère par appui, est en regard du couvercle 352 de l'injecteur 1. De préférence, le contact entre la deuxième surface de roulement 72 du levier 7 et le corps 3 s'opère également par effleurement dans une zone 30 d'effleurement 722 disposée latéralement par rapport au levier 7 (figures 2, 5). Cela facilite l'emplacement correct du levier 7 par rapport

18 au corps 3 et, donc, par rapport à l'aiguille 4, lors de l'assemblage de l'injecteur 1. Il est à noter que le contact par effleurement dans la zone d'effleurement 722 ne crée quasiment aucune friction parasite entre la deuxième surface de roulement 72 du levier 7 et le corps 3 pouvant perturber le fonctionnement attendu de l'injecteur 1.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS, 1. Dispositif d'injection (1) de fluide (2) présentant un axe principal (AB) et comprenant : un corps (3) présentant un orifice d'injection (30) et un siège (31), une aiguille (4) montée mobile dans le corps (3) parallèlement à l'axe principal (AB) et présentant vers une première extrémité (40) un clapet défini dans une zone de contact (41) avec le siège (31), un actionneur (5) monté mobile dans le corps (3) et présentant une partie électroactive (50) adaptée à être mise en vibration à une fréquence (v) prédéterminée par des moyens d'excitation (6) pour communiquer à l'aiguille (4) un mouvement propre à ouvrir et à fermer le clapet, caractérisé en ce qu'il comprend un levier (7) disposé pour subir le mouvement de l'actionneur (5) et amplifier ainsi les courses d'ouverture et de 15 fermeture du clapet.
2. 2. Dispositif d'injection (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le levier (7) est disposé entre l'actionneur (5) et l'aiguille (4).
3. 3. Dispositif d'injection (1) selon la revendication 1 ou 2, 20 caractérisé en ce que l'actionneur (5) et le levier (7) présentent, en regard l'un de l'autre, respectivement une première (51) et une deuxième (70) surfaces de contact, au moins l'une (51) d'elles étant convexe.
4. 4. Dispositif d'injection (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le levier (7) présente une 25 première (71) et une deuxième (72) surfaces de roulement, la première surface de roulement (71) étant en contact avec l'aiguille (4), la deuxième surface de roulement (72) étant en contact avec le corps (3).
5. 5. Dispositif d'injection (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans son mouvement, l'actionneur (5) est guidé, près du levier (7), par un moyen de centrage (8).
6. 6. Dispositif d'injection (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première extrémité (40) de l'aiguille (4) comporte une tête sortante (42), en ce que le corps (3) comprend une buse (32) allongée adaptée à loger l'aiguille (4) et comprenant l'orifice d'injection (30), le siège (31) et un conduit de circulation (33) du fluide (2) qui débouche, d'une part, vers le siège (31), sur l'orifice d'injection (30) du fluide (2) hors de la buse (32) et, d'autre part, à l'opposé du siège (31), dans une gorge (34) s'ouvrant, suivant l'axe principal (AB), sur l'intérieur (35) du io corps (3), le conduit de circulation (33) étant pourvu d'au moins un orifice latéral (330) d'amenée du fluide (2), cet orifice latéral (330) étant situé, suivant l'axe principal (AB), entre le siège (31) et la gorge (34) qui présente, dans un plan transversal à l'axe principal (AB), une section supérieure à celle du conduit de circulation (33) mesurée entre la gorge (34) et l'orifice latéral 15 (330), et en ce que le dispositif d'injection (1) comprend un moyen de rappel (9) adapté à rappeler le clapet, vers l'état fermé, le moyen de rappel (9) étant lié avec l'aiguille (4) et logé au moins partiellement dans la gorge (34) en y prenant appui.
7. 7. Dispositif d'injection (1) selon la revendication 6, 20 caractérisé en ce que le moyen de rappel (9) comporte un ressort (90) disposé autour de l'aiguille (4), en ce que la gorge (34) présente un épaulement (340) transversal à l'axe principal (AB), et en ce que le ressort (90) prend l'appui sur l'épaulement (340).
8. 8. Dispositif d'injection (1) selon la revendication 6 ou 7, 25 caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen d'étanchéité (10) interposé : • radialement par rapport à l'axe principal (AB), entre l'aiguille (4) et le conduit de circulation (33) pour former dans le conduit de circulation (33) une zone d'étanchéité (331), et, 30 • suivant l'axe principal (AB), entre la gorge (34) et l'orifice latéral (330), pour maintenir l'intérieur (35) du corps (3) à l'écart de suintements du fluide (2) à partir du conduit de circulation (33).
9. 9. Dispositif d'injection (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la zone d'étanchéité (331) du conduit de circulation (33) présente, dans un plan transversal à l'axe principal (AB), une section, à la fois, supérieure à celle de l'orifice d'injection (30) et inférieure à celle de la gorge (34), en ce que le dispositif d'injection (1) comprend un élément rapporté (10) s'étendant dans la zone d'étanchéité (331) autour de l'aiguille (4), en effleurement avec le conduit de circulation (33), l'élément rapporté (10) étant lié avec l'aiguille (4), et en ce que le moyen d'étanchéité (10) est formé par ledit élément rapporté (10). 10
10. 10. Moteur (11) à combustion interne utilisant le dispositif d'injection (1) de fluide (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, où le fluide (2) est un carburant.