FR3043144A1

FR3043144A1 - Injecteur de carburant

Info

Publication number: FR3043144A1
Application number: FR1560373A
Authority: FR
Inventors: Thierry Thibault; Philippe Legrand
Original assignee: Delphi International Operations Luxembourg SARL
Current assignee: Phinia Delphi Luxembourg SARL
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2017-05-05
Anticipated expiration: 2035-10-29
Also published as: FR3043144B1; EP3368763A1; WO2017072081A1; EP3368763B1

Abstract

Un Injecteur de carburant pour un moteur à combustion interne, comprenant : une buse d'injection (12) avec un corps (16) dans lequel est agencée une aiguille (14) ; une chambre de commande (46) coopérant avec une une vanne de commande entrainée par un actionneur. Un dispositif de détection de la position de l'aiguille comprend un élément contacteur (62), actionné par la partie haute de l'aiguille (42), le dispositif étant conçu de sorte que l'élément contacteur est en contact, en position fermée, avec un élément formant borne (64) du dispositif de détection de la position, et de sorte que la levée de l'aiguille interrompe le contact. L'élément contacteur peut être un ressort, installé dans la chambre de commande (46) qui est déformé radialement en position fermée de sorte à toucher une extrémité de tige et ainsi fermer le circuit de détection.

Description

INJECTEUR DE CARBURANT

Domaine technique

La présente invention concerne généralement le domaine des injecteurs de carburant et plus précisément un injecteur équipé d'un dispositif de détection de la position de l'aiguille.

Etat de la technique

Un injecteur de carburant comprend classiquement une aiguille pilotée en ouverture et en fermeture en fonction de la pression régnant dans une chambre de contrôle, laquelle pression est fonction de la position d’une électrovanne de contrôle. Ces petits déplacements s’effectuent à grande vitesse et, les performances régulièrement accrues nécessitent maintenant pour un pilotage optimal un retour d’information quant à la position réelle de l’aiguille. On connaît des dispositifs dans lesquels un capteur est agencé sur l’injecteur, voire un injecteur dans lequel les surfaces des composants du corps sont électriquement isolées de sorte qu’une mesure de résistance électrique puisse être réalisée entre deux éléments du corps de l’injecteur. Ces dispositifs complexes et coûteux n’ont pas encore prouvés leur réalisme industriel et il convient de proposer un dispositif simple et efficace.

On citera par exemple le FR 3 013 080 dans lequel l'injecteur comprend des revêtements de surface résistifs agencés sur plusieurs surfaces de contact entre pièces, et dans lequel la résistivité électrique globale de l'injecteur entre le corps de l'actionneur à solénoïde et le corps de l'injecteur varie d'au moins trois valeurs ohmiques distinctes par intermittence suivant la cinétique de l'aiguille d'injection de l'injecteur.

Une difficulté dans les systèmes proposés est liée aux tolérances sur l'aiguille qui engendrent des jeux de positionnement / mauvais alignement avec le siège. En effet, il arrive que la pointe de l'aiguille touche latéralement le corps de buse, juste à la périphérie du siège, générant des ouvertures/fermetures de contact anticipés par rapport à l'ouverture ou fermeture réelle.

Objet de l’invention L’objet de la présente invention est de proposer un injecteur de carburant avec un autre dispositif de détection d'ouverture ayant une bonne fiabilité.

Description générale de l’invention

Avec cet objectif en tête, la présente invention propose un injecteur de carburant pour un moteur à combustion interne, comprenant une buse d'injection avec un corps dans lequel est agencée une aiguille déplaçable entre une position fermée (PF), dans laquelle une première extrémité de l'aiguille repose sur un siège et obture des orifices d'injection de la buse, et une position entièrement ouverte (PO), dans laquelle la première extrémité de l'aiguille est levée de son siège et permet l'injection. Une chambre de commande est remplie, en fonctionnement, de carburant de sorte à exercer une pression sur la deuxième extrémité de l'aiguille. Une vanne de commande est associée à la chambre de commande permettant de faire varier sélectivement la pression de carburant dans la chambre de commande et ainsi commander un mouvement d'ouverture ou de fermeture de l'aiguille, la vanne de commande étant entraînée par un actionneur.

Selon l'invention, l'injecteur comprend un dispositif de détection de la position de l'aiguille définissant un circuit de détection, le dispositif de détection comprenant un élément contacteur, actionné par la partie haute de l'aiguille, le dispositif étant conçu de sorte que l'élément contacteur est en contact, en position fermée, avec un élément formant borne du dispositif de détection de la position, fermant ainsi le circuit de détection, et de sorte que la levée de l'aiguille interrompe le contact entre l'élément contacteur et l'élément formant borne, ouvrant ainsi le circuit de détection.

Le dispositif de détection selon l'invention comprend donc l'élément contacteur et la borne, qui coopèrent à la manière d'un interrupteur. L'élément contacteur est actionné par le mouvement de l'aiguille. L'actionnement de l'élément contacteur par la partie haute d'aiguille peut être direct ou indirect. Ce principe de détection permet d'éviter la mise en oeuvre de couches isolantes et résistives au niveau de l'aiguille.

Le circuit de détection est fermé quand l'élément contacteur est en contact avec la borne ; et le circuit s'ouvre lorsque l'aiguille se lève et modifie l'élément contacteur. Le moment de l'interruption du contact électrique entre l'élément contacteur et la borne, c'est-à-dire la transition de circuit fermé à circuit ouvert, est donc ici une indication du timing de l'ouverture de l'aiguille. Réciproquement, lorsque l'aiguille revient se positionner sur son siège à la fin de la séquence d'actionnement le contacteur entrera à nouveau en contact avec la borne, fermant le circuit.

La détection de position de l'aiguille en partie haute de celle-ci évite les problèmes d'alignement de l'aiguille au niveau de son siège, susceptibles dans les solutions connues de générer des faux contacts. On notera ici que le jeu de guidage de l'aiguille en partie en partie haute (au niveau du guide haut) où sont positionnés l'élément contacteur et la borne se réduit quand la pression augmente, ce qui améliore ainsi la qualité du contact.

De préférence, le dispositif de détection est conçu pour que le circuit de détection soit fermé uniquement en position fermée de l'injecteur, et éventuellement en position ouverte, mais pas dans la zone balistique. L'élément contacteur peut comprendre une pièce flexible qui est configurée en position fermée de l'aiguille de sorte à être en contact électrique avec la borne ; la configuration de la pièce flexible se modifiant lorsque l'aiguille quitte la position fermée de sorte à interrompre le contact électrique avec la borne (ouverture du circuit).

Selon une variante, l'élément contacteur est placé dans la chambre de commande et l'aiguille comprend une extrémité de tige dans la chambre de commande qui forme une borne de contact et sollicite la déformation de l'élément contacteur de telle sorte que l'élément contacteur est déformé élastiquement lorsque l'aiguille est en position fermée et est en contact avec la tige pour établir le contact électrique, la forme de l'élément contacteur se modifiant lors de la course d'ouverture de l'aiguille de sorte que le contact est interrompu (le circuit s'ouvre). L'élément contacteur est par exemple une pièce généralement cylindrique agencée autour de la tige d'aiguille, venant en appui contre une butée isolée électriquement et placée sur la tige, et contre une butée conductrice placée dans la chambre de commande et isolée électriquement de son support. La butée conductrice peut être constituée par le bord radial intérieur d'une douille épaulée conductrice montée dans la chambre de commande.

En particulier, l'élément contacteur peut être est un ressort hélicoïdal, un élément tubulaire ou un autre élément déformable élastiquement, en particulier transversalement, sous l'action de l'aiguille en position fermée de sorte que l'élément de contact touche la tige d'aiguille, et apte à reprendre spontanément une forme dans laquelle il n'est pas en contact avec la tige lorsque l'aiguille quitte la position fermée.

Afin de détecter la position complètement ouverte de l'aiguille, le dispositif de détection peut comprendre une deuxième borne positionnée dans la chambre de commande, l'aiguille venant en butée contre cette borne au bout de sa course d'ouverture, fermant le circuit de détection. Cette deuxième borne peut être constituée par le plafond de la chambre de commande.

Alternativement, le dispositif de détection peut être conçu de sorte que l'élément contacteur se déplace en translation avec l'aiguille, la borne étant positionnée de sorte que le contact entre l'élément contacteur et la borne est établi en position de fermeture (circuit fermé).

Selon une variante, l'aiguille est guidée en partie haute par un guide haut, et le dispositif comprend une douille de contact entourant le guide haut. La douille de contact est isolée électriquement du guide haut et peut glisser axialement sur celui-ci. L'élément contacteur prend la forme d'une rondelle montée fixement sur la partie haute de l'aiguille. La fonction interrupteur du dispositif de détection est donc réalisée ici hors de la chambre de commande.

En particulier, la rondelle formant élément contacteur est positionnée contre un épaulement de l'aiguille ; l'aiguille est sollicitée en direction de fermeture par un ressort d'aiguille entourant l'aiguille et s'appuyant d'une part sur la rondelle, respectivement l'épaulement d'aiguille, et d'autre part contre un bord inférieur du guide haut. La douille de contact s'étend, en direction axiale, sur une partie du guide haut, autour du ressort et jusqu'à hauteur de l'épaulement recevant la rondelle.

Dans cette réalisation, la borne est avantageusement formée par un bord radial intérieur de la douille de contact, placé sous la rondelle, de sorte à être en contact avec celle-ci en position fermée. L'alimentation électrique de la douille de contact peut se faire via une broche conductrice traversant, de manière électriquement isolée, une collerette radiale du guide haut. Un élément élastique de contact est préférablement prévu pour établir le contact électrique entre la broche et la douille conductrice.

Pour absorber des tolérances de fabrication, la douille de contact n'est pas montée fixement mais est guidée autour du guide haut. Un ressort électriquement isolé est préférablement disposé autour de la douille de contact de sorte à exercer une force axiale en direction d'ouverture, en particulier pour compenser un jeu d'usure ou de fabrication. La douille de contact est alors configurée de sorte à définir avec le guide haut une cavité annulaire remplie, en utilisation, de carburant et formant une chambre d'amortissement axial limitant le déplacement axial de la douille de contact en direction d'ouverture de l'aiguille, lors de l'ouverture de l'injecteur. Bien que la douille de contact ne soit pas montée fixe, la présence de la cavité d'amortissement fait qu'en pratique la douille de contact est sensiblement statique. Mais surtout, cette configuration permet de s'assurer que la rondelle sera bien en contact avec la bordure de la douille de contact en position fermée de l'aiguille, de sorte que le circuit de détection est fermé et permet la détection de cette position par le passage du courant.

Reste à noter que bien que la présente invention a été développée dans le cadre d'un injecteur diesel, elle est intégralement transposable à un injecteur d'essence ou de tout autre carburant.

Description détaillée à l’aide des figures D’autres particularités et caractéristiques de l’invention ressortiront de la description détaillée d'au moins un mode de réalisation avantageux présenté ci- dessous, à titre d’illustration, en se référant aux dessins annexés. Ceux-ci montrent :

Figure 1 : une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation du présent injecteur, l'injecteur étant en position (a) fermée, (b), intermédiaire et (c) ouverte ;

Figure 2 : une vue en coupe axiale d'un deuxième mode de réalisation du présent injecteur ;

Figure 3 : un vue du détail A de la Fig.2 ;

Figures 4 et 5 : deux graphes illustrant la réponse (courant) du dispositif de détection de position en fonction de la course de l'aiguille, pour les variantes des figures 1 et 3, respectivement. Dans ces figures, la course de l'aiguille est tracée en trait continu et correspond à l'axe C; et le signal détecté S est représenté en trait mixte.

La figure 1 illustre un premier mode de réalisation de l’invention se rapportant à un injecteur 10 de carburant, ici un injecteur diesel bien que l’invention soit intégralement transposable à un injecteur essence ou de tout autre carburant, l’injecteur 10 faisant généralement partie d’un système d’injection comprenant plusieurs injecteurs. La description détaillera les éléments de l’invention et restera plus succincte et générale quant aux éléments environnants. L’injecteur 10 s’étend selon un axe principal A et comprend, de bas en haut, selon le sens conventionnel et non limitatif des figures, une buse 12 comprenant une aiguille 14 agencée dans un corps de buse 16 puis, une vanne de commande agencée dans un corps de vanne 22 puis un actionneur agencé dans un corps d’actionneur 26. La vanne de commande et l'actionneur peuvent être du type conventionnel et ne sont donc pas représentés ni décrits en détails. Les corps de buse 16, corps de vanne 22 et corps d’actionneur 26 sont maintenus solidaires les uns des autres par tous moyens appropriés. Conventionnellement, on peut employer un écrou prenant appui sur un épaulement du corps de buse et se vissant sur le corps d’actionneur, le corps de vanne 22 étant pris en sandwich entre les deux autres corps, les trois corps et l’écrou formant le corps de l’injecteur.

Le corps de buse 16 comprend un alésage axial 30 intérieur étagé, s’étendant depuis une extrémité supérieure, où il a un diamètre large, jusqu’à une extrémité basse se refermant en pointe de sorte à former un siège de corps de buse 32 conique permettant de contrôler l’accès de carburant à des orifices d’injection 34 s’étendant au travers de la paroi conique du corps de buse 16. En partie basse, l’alésage 30 forme un guide cylindrique bas 36 au niveau duquel l’aiguille 14 comprend une section annulaire saillante 38 coulissant dans le guide bas 36. Le passage du carburant au niveau de ce guide bas ce fait par exemple par une ou plusieurs gorges (droites ou hélicoïdales) dans la paroi du guide cylindrique bas ou dans la saille annulaire. Le guidage de l'aiguille en partie haute est obtenu par une pièce indépendante 40, dite guide haut, agencée entre le corps de buse 16 et le corps de vanne 22 et maintenue fixe par l'assemblage des pièces de l'injecteur, notamment par la compression exercée par l’écrou d’injecteur. Le guide haut 40 guide la portion haute de l'aiguille 14, dite tête d’aiguille 42, au travers d’un alésage de guidage 44. La tête d'aiguille 42 en combinaison avec le corps de vanne 22 et l'alésage de guidage 44 définissent une chambre de commande 46.

Les termes « haut » et « bas » sont ici utilisés non seulement en référence à l’orientation de la figure, mais également en référence au nom habituel attribué à ces éléments par les professionnels. L’aiguille 14 est globalement cylindrique et s’étend axialement A entre la tête d’aiguille 44, en haut de la figure, et une extrémité pointue 48, en bas de la figure, formant un siège d’aiguille 50 coopérant avec le siège de corps de vanne 32 du corps 16.

Lorsque l'aiguille repose sur le siège 32 du corps elle est en position de fermeture PF, l'injection de carburant via les orifices 34 est empêchée. La levée de l'aiguille 14 est obtenue en ajustant la pression dans la chambre de commande 46, ce qui permet d'amener l'aiguille dans une position d'ouverture totale notée PO (typiquement en butée supérieure), dans laquelle le carburant peut passer vers les orifices d'injection 34.

Comme cela est observable, le guide bas 36 est proche des sièges d’aiguille 50 et de corps de buse 32. Par ailleurs, l’aiguille 14 est pourvue d’une protubérance annulaire 52 dont la face supérieure 54, dirigée vers la tête d’aiguille 42, fournit une surface d'appui pour un ressort 56 sollicitant l’aiguille 14 vers sa position fermée PF dans laquelle la pointe d'aiguille 48 repose sur son siège 32 et obture les orifices d'injection 34. Le ressort 56 est agencé sous le guide haut 40 et il est comprimé contre la surface inférieure 58 du guide haut. L’injecteur 10 est de plus classiquement pourvu d’un circuit de circulation du carburant qui, d’une part, permet l’amenée du carburant haute pression via un circuit haute pression, amenée depuis une bouche d’entrée jusqu’aux orifices d’injection 34 et, d’autre part la recirculation de carburant vers un réservoir basse pression via un circuit interne basse pression. Le circuit haute pression comprend notamment un canal de dérivation conduisant à la chambre de commande 46, chambre 46 d’où repart le circuit basse pression via un canal d’évacuation contrôlé en ouverture et fermeture par la vanne de commande. Lorsque l’actionneur, typiquement un électroaimant, est électriquement alimenté, il attire l’armature magnétique liée à l'organe d'obturation de la vanne de commande, ce qui ouvre le canal d’évacuation et permet au carburant prisonnier de la chambre de commande de s’évacuer vers le circuit basse pression. La pression dans la chambre de commande 46 baisse alors, et l’aiguille 14 se déplace dans l’alésage du corps de buse vers une position entièrement ouverte PO dans laquelle le siège d’aiguille 50 est éloigné du siège 32 de corps de vanne, de sorte à permettre l’injection de carburant via les trous d’injection 34, le sommet de la tête d’aiguille 42 étant en contact avec la surface plafond 59 (constituée par la face inférieure du corps de vanne 22) de la chambre de commande 46.

Lorsque l’actionneur n’est pas alimenté, l’ensemble armature magnétique et organe d'obturation de vanne est repoussé par un ressort de vanne vers une position dans laquelle le canal d’évacuation est fermé ce qui retient dans la chambre de commande 46 le carburant haute pression qui y arrive. La pression dans la chambre de commande remonte alors et, l’aiguille, repoussée par le ressort et par la pression dans la chambre de commande 46, se déplace vers la position fermée PF dans laquelle le siège d’aiguille 50 est en contact étanche contre le siège de corps de vanne 32, de sorte à interdire l’injection de carburant et dans laquelle le sommet de la tête de l’aiguille 42 est éloigné de la surface plafond 59 de la chambre de commande 46.

Afin de déterminer avec précision le moment de l'ouverture de l'aiguille, l'injecteur est équipé d'un dispositif de détection de la position de l'aiguille généralement indiqué 60.

On appréciera que le dispositif de détection 60 de la position de l'aiguille comprend un circuit de détection avec une fonction interrupteur actionnée par la partie haute 42 de l'aiguille.

Dans la variante de la Figure 1, le dispositif de détection 60 comprend un élément contacteur 62 élastique placé dans la chambre de commande 46 et qui est déformé sous l'action de l'aiguille 14 lorsqu'elle est en position de fermeture PF.

Par exemple, l'élément contacteur 62 peut prendre la forme d'un ressort associé à la tête d'aiguille 42. Comme on le voit, la tête d'aiguille comprend une partie terminale en forme de tige 64 de section réduite, comparativement à la section de la tête d'aiguille 42 guidée par le trou 44 du guide haut 40. La tige est positionnée centralement dans la chambre de commande 46 selon l'axe A, et l'élément contacteur en ressort 62 entoure la tige d'aiguille 64.

Le signe de référence 66 désigne une douille épaulée réalisée dans un matériau conducteur électrique (généralement métallique), placée dans la chambre de commande 46. Le signe de référence 68 désigne une couche isolante intermédiaire, de sorte que la douille 66 est isolée électriquement du guide haut 40, et ce dernier est isolé du corps de vanne 22. Le corps de vanne qui va constituer le point de départ du circuit de détection est en fait isolé électriquement non seulement du guide haut 40 mais également des autres pièces qui l'entourent, sauf au niveau du plafond 59 de la chambre de commande 46.

La tige 64 de l'aiguille 14 traverse l'épaulement 661 de la douille 66 et porte une butée isolée 70, par exemple une rondelle. Le ressort 56 s'appuie contre la butée 70 et l'épaulement 661 de douille, et se trouve, en PF de l'injecteur, comprimé de sorte à être déformé, ici radialement/transversalement, et en contact avec la tige 64 d'aiguille 14. L'élément contacteur en ressort 62 et la tige 64 d'aiguille ont donc des fonctions respectivement de contact mobile et de borne d'interrupteur dans le dispositif de détection 60. Dans cette configuration de la fig. 1 qui correspond à la PF, le dispositif de détection 60 est fermé, le courant pouvant circuler entre le ressort 62 et la tige 64. Comme on le comprendra, le circuit de détection comprend au moins les éléments formant la fonction interrupteur. Mais on peut considérer que les éléments intervenant dans la boucle de passage du courant entre deux pôles électriques font également partie du circuit de détection.

En se référant par exemple à la figure 1, l'élément conducteur 62 constitué par le ressort permet la circulation du courant entre la partie haute de l'injecteur et l'aiguille. Par exemple, si on relie par le plafond 59 corps de vanne à un potentiel positif, le courant passe alors dans la douille épaulée 66 avec laquelle il est en contact électrique, via le ressort 62 à la tige d'aiguille 64, et donc depuis l'aiguille 14 à la masse. Le trajet suivi par le courant est symbolisé par la flèche en trait discontinu. Le circuit électrique de détection est donc fermé, ce qui se détecte par le passage du courant.

La figure 1B représente une position intermédiaire de la course de l'aiguille 14, entre la PF et PO. L'aiguille 14 est levée de son siège et le ressort 62 s'est raidi/redressé, ce qui a ouvert le contact électrique avec la tige d'extrémité 64 et donc interrompu (circuit ouvert) le passage du courant vers l'aiguille 14 et la masse.

Avantageusement, le dispositif est conçu de sorte que la compression du ressort 62 en PF est choisie pour une rupture de contact électrique franche, dès le début de la course d'ouverture de l'aiguille 14.

En figure 1C, l'aiguille 14 a atteint sa position d'ouverture maximale PO. L'aiguille est en butée contre le plafond 59 de la chambre de commande 46, c'est-à-dire que la tige 64 touche le plafond. Dans cette position, le courant passe directement du corps de vanne 22 dans la tige 64 et donc l'aiguille 14, vers la masse. Cela ferme à nouveau le circuit de détection et permet la détection de la position d'ouverture maximale de l'injecteur.

La figure 4 représente sur un même graphique la course de l'aiguille et le signal électrique (courant) délivré par le dispositif de détection 60. En PF (Fig. 1 A), le courant passe du ressort 62 à la tige 64 et le signal électrique est au niveau 1. Dès que l'aiguille se lève le circuit s'ouvre et le courant tombe à 0. Quand l'aiguille arrive en butée (Fig. 1C), le circuit électrique est refermé et le courant repasse à 1. Bien que le signal électrique prenne la même valeur dans les positions PF et PO de l'injecteur, on peut discriminer ces deux positions selon la séquence d'actionnement.

La figure 2 illustre une deuxième variante, qui diffère principalement dans la réalisation du dispositif de détection de position d'aiguille désigné 100. Le dispositif de détection 100 coopère ici également avec la partie haute d'aiguille, mais est placé en dehors de la chambre de commande. La tête d'aiguille a donc une forme plus conventionnelle, sans la tige 64, ce qui réduit le volume de la chambre de commande 46. Les éléments identiques ou similaires à ceux du mode d'exécution de la figure 1 sont désignés par les mêmes signes de référence.

Le dispositif de détection 100 comprend une douille conductrice 102, dite aussi douille de contact, qui est montée autour du guide haut 40 et est isolée électriquement de celui, via une couche isolante 104. La douille de contact 102 est en contact électrique avec une broche électrique 106 traversant le guide haut 40 à travers un canal 108 dans lequel la broche 106 est isolée électriquement. De préférence, le contact entre la broche 106 et la douille 102 se fait via un élément élastique 110. L'élément élastique 110 a une faible force et vise principalement à maintenir le contact électrique. Elle peut avoir toute forme appropriée. Les parties de contact n'ont pas nécessairement une forme annulaire lisse, mais peuvent comprendre des indentations etc.

Le signe de référence 112 désigne une rondelle de contact (donc conductrice électrique) montée fixe sur la tête d'aiguille 42 et formant l'élément contacteur déplacé par l'aiguille 14. La rondelle 112 repose sur un épaulement 54' d'une protubérance annulaire 52' de l'aiguille.

Le dispositif 100 est conçu de sorte qu'en PF, la rondelle 112 est en contact avec la douille 102. Dans la variante, la rondelle 112 touche un bord radial intérieur 114 de la douille de contact 102, qui forme une borne.

Dans cette configuration, le courant peut circuler depuis la broche 106 à travers le ressort 110 à la douille de contact 102. Dans la PF illustrée à la Fig.3, la rondelle 112 repose sur le rebord 114, fermant ainsi le circuit, ce qui permet au courant de passer depuis la rondelle 112 vers le ressort d'aiguille 56 et donc dans le guide haut 40, et de la retourner à travers la carcasse de l'injecteur vers la masse. Le circuit de détection est donc fermé, ce qui se détecte par le passage d'un courant à travers les pièces mentionnées.

Lors de l'actionnement de l'injecteur, l'aiguille 14 se lève de son siège, se déplaçant vers le haut. La rondelle 112 se déplace avec l'aiguille 14, ce qui interrompt le contact électrique avec la douille de contact 102, et ouvre donc le circuit. Le contact reste ouvert (courant interrompu) tant que l'aiguille est écartée du siège 32 de corps d'aiguille. Ainsi lors du déplacement de l'aiguille, la rondelle 112 se déplace à l'intérieur de la douille de contact 102 ; le diamètre extérieur de la rondelle 112 est inférieur au diamètre intérieur de la douille 102, si bien que la rondelle 112 ne touche jamais la douille 102, sauf en en PF.

La figure 5 représente sur un même graphique la course C de l'aiguille 14 et le signal électrique S (courant) délivré par le dispositif de détection 100. Le circuit est uniquement fermé en PF, lorsque la rondelle 112 touche le rebord 114, ce qui est indiqué par un signal électrique à "1". Dès que l'aiguille quitte son siège, le contact rondelle 112/rebord 114 est interrompu et le courant passe à "0". Cette réalisation du dispositif de détection 100 ne permet pas de déterminer la PO de l'injecteur.

De préférence, la douille de contact 102 est configurée de sorte qu'il existe une cavité annulaire 116 entre celle-ci et le guide haut 40. Cette cavité annulaire est, en utilisation, remplie de carburant et va donc agir comme chambre d'amortissement. En effet, la douille 102 est guidée autour du guide haut 40 et est donc mobile relativement à celui-ci. Elle n'est pas montée fixe pour pouvoir absorber des tolérances de fabrication, ce qui va permettre d'assurer toujours le contact entre la douille 102 et la rondelle de contact 112 en PF. A cet effet également, un ressort de compensation 120, isolé du corps principal, est avantageusement prévu pour garantir le contact 114 en PF et compenser l'usure des interfaces dans le système, en particulier au niveau du siège de ressort 56, siège de rondelle et zone de contact 114.

En pratique toutefois, la douille 102 peut être considérée comme quasi-fixe, puisque son mouvement est limité par la cavité annulaire 116 qui forme un blocage hydraulique évitant les mouvements rapides de la douille 102.

Un ou plusieurs trous 118 (évents) sont prévus dans la partie principale de la douille 102 pour faciliter l'équilibrage des pressions et éviter des effets de pression localisés.

On notera encore que dans cette deuxième variante, la rondelle de contact 102 formant l'élément contacteur est une pièce rapportée, fixe en fonctionnement contre l'épaulement 54' d'une portion annulaire 52'. Puisque le ressort d'aiguille 56 est porté par la rondelle 102, il n'est pas nécessaire de prévoir une protubérance annulaire 52 comme dans la variante de la Fig. 1, bien que cela ne soit pas à exclure. Ainsi la surface d'appui 54' peut être obtenue par un simple épaulement taillé dans la masse de l'aiguille 14.

Dans la variante des figures 2 et 3, on utilise une rondelle 112 rapportée pour faciliter l'assemblage de l'ensemble.

Dans d'autres variantes, la rondelle 102 pourrait être d'une pièce avec l'aiguille. Par exemple, avec un dimensionnement adapté de l'ensemble, la protubérance annulaire 52 de l'aiguille de la figure 1 peut faire fonction de rondelle de contact.

Reste à noter que dans la variante des figures 2 et 3, la détection de la PO peut se faire au moyen d'un élément contacteur additionnel, représenté en trait discontinu et indiqué 122, monté sur la tête d'aiguille 42. L'élément contacteur additionnel 122 est positionné sur l'aiguille plus bas que la rondelle 112. L'élément contacteur additionnel 122 peut également prendre la forme d’une protubérance radiale de l’aiguille 14 ou d'une rondelle bloquée axialement contre un épaulement. La position de l'élément contacteur additionnel 122 sur l'aiguille et son épaisseur sont choisis de sorte qu'il soit en contact, en PO, avec la borne formée par le bord radial intérieur 114 de la douille de contact 102. Comme on l'aura compris, dans ce cas l'élément contacteur additionnel 122 vient toucher la face inférieure du bord radial 114.

Lorsqu'un tel élément contacteur additionnel 122 est présent, le courant de détection passe à la valeur "1" en PO, et le diagramme du courant correspond à celui de la figure 4 plutôt que la figure 5.

Claims

Revendications

1. Injecteur de carburant pour un moteur à combustion interne, comprenant : une buse d'injection (12) avec un corps (16) dans lequel est agencée une aiguille (14) déplaçable entre une position fermée (PF), dans laquelle une première extrémité (48) de l'aiguille repose sur un siège (32) et obture des orifices d'injection (34) de la buse, et une position entièrement ouverte (PO), dans laquelle la première extrémité de l'aiguille est levée de son siège (32) et permet l'injection ; une chambre de commande (46) remplie, en fonctionnement, de carburant de sorte à exercer une pression sur la deuxième extrémité (42) de l'aiguille ; une vanne de commande associée à la chambre de commande (46) permettant de faire varier sélectivement la pression de carburant dans la chambre de commande (46) et ainsi commander un mouvement d'ouverture ou de fermeture de l'aiguille (14), la vanne de commande étant entraînée par un actionneur ; un dispositif de détection de la position de l'aiguille (60 ; 100) définissant un circuit de détection ; caractérisé en ce que le dispositif de détection de la position de l'aiguille comprend un élément contacteur (62 ; 112), actionné par la partie haute de l'aiguille, le dispositif étant conçu de sorte que l'élément contacteur est en contact, en position fermée, avec un élément formant borne (64 ; 114) du dispositif de détection de la position, fermant ainsi le circuit de détection, et de sorte que la levée de l'aiguille interrompe le contact entre l'élément contacteur et l'élément formant borne, ouvrant ainsi le circuit de détection.
2. Injecteur de carburant selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément contacteur comprend une pièce flexible (62) qui est configurée en position fermée de l'aiguille de sorte à être en contact électrique avec la borne (64) ; la configuration de la pièce flexible (62) se modifiant lorsque l'aiguille quitte la position fermée de sorte à interrompre le contact électrique.
3. Injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément contacteur est placé dans la chambre de commande (46) ; l'aiguille comprend une extrémité de tige dans la chambre de commande qui forme une borne de contact et sollicite la déformation de l'élément contacteur de telle sorte que l'élément contacteur est déformé élastiquement lorsque l'aiguille est en position fermée et est en contact avec la tige pour établir le contact électrique, la forme de l'élément contacteur se modifiant lors de la course d'ouverture de l'aiguille de sorte que le contact est interrompu.
4. Injecteur de carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément contacteur (62) est une pièce généralement cylindrique agencée autour de la tige d'aiguille, venant en appui contre une butée isolée électriquement et placée sur la tige, et contre une butée conductrice placée dans la chambre de commande et isolée électriquement de son support; et de préférence, la butée conductrice est constituée par le bord radial intérieur d'une douille épaulée conductrice montée dans la chambre de commande.
5. Injecteur de carburant selon la revendication 4 , caractérisé en ce que l'élément contacteur est un ressort hélicoïdal, un élément tubulaire ou un autre élément déformable élastiquement, en particulier transversalement, sous l'action de l'aiguille en position fermée de sorte que l'élément de contact touche la tige d'aiguille, et apte à reprendre spontanément une forme dans laquelle il n'est pas en contact avec la tige lorsque l'aiguille quitte la position fermée.
6. Injecteur de carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par une deuxième borne (59) positionnée dans la chambre de commande, l'aiguille reposant contre cette deuxième borne en position d'ouverture (PO) afin de fermer le circuit de détection, ladite deuxième borne (59) étant préférablement formée par le plafond de la chambre de commande (46).
7. Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément contacteur (112) se déplace en translation avec l'aiguille (14) et en ce que la borne (64) est positionnée de sorte que le contact entre l’élément contacteur et la borne est établi en position de fermeture.
8. Injecteur de carburant selon la revendication 7, dans lequel l'aiguille est guidée en partie haute par un guide haut (40), caractérisé en ce que le dispositif comprend une douille de contact (102) entourant le guide haut, la douille de contact étant isolée électriquement du guide haut et pouvant glisser axialement sur celui-ci ; et en ce que l'élément contacteur prend la forme d'une rondelle (112) montée fixement sur la partie haute de l'aiguille.
9. Injecteur de carburant selon la revendication 8, caractérisé en ce que la rondelle (112) formant élément contacteur est positionnée contre un épaulement (54') de l'aiguille ; en en ce que l'aiguille est sollicitée en direction de fermeture par un ressort d'aiguille (56) entourant l'aiguille et s'appuyant d'une part sur la rondelle, respectivement l'épaulement d'aiguille, et d'autre part contre un bord inférieur du guide haut ; et en ce que la douille de contact (102) s'étend, en direction axiale, sur une partie du guide haut, autour du ressort et jusqu'à hauteur de l'épaulement recevant la rondelle; la borne étant préférablement formée par un bord radial intérieur (114) de la douille de contact, placé sous la rondelle (112), de sorte à être en contact avec celle-ci en position fermée.
10. Injecteur de carburant selon la revendication 9, caractérisé par un élément contacteur additionnel (122) agencé sur l'aiguille plus bas que ledit élément contacteur (112), de sorte à venir en contact avec le bord radial intérieur (114) de la douille de contact (102) en position d'ouverture totale.
11. Injecteur de carburant selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que un ressort électriquement isolé (120) est disposé autour de la douille de contact de sorte à exercer une force axiale en direction d'ouverture, en particulier pour compenser un jeu d'usure ; la douille de contact (102) est configurée de sorte à définir avec le guide haut une cavité annulaire (116) remplie, en utilisation, de carburant et formant une chambre d'amortissement axial hydraulique limitant le déplacement axial de la douille de contact en direction d'ouverture de l'aiguille.