FR3055370A1 - Ensemble de bobine - Google Patents
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Abstract
Ensemble de bobine (28) dans un injecteur de carburant (10) comprenant: - Un noyau magnétique (38), - Une bobinage (40) enroulé autour du noyau (38), le bobinage (40) étant surmoulé formant un surmoulage cylindrique (42), et - L'ensemble de bobine surmoulé (28) comprenant de plus un trou borgne axial (50) s'étendant vers l'intérieur de l'ensemble de bobine (28) à partir de la première surface (51) à une extrémité distale (52), le trou borgne (50) étant adapté pour loger au moins un ressort (54, 56) pour solliciter une armature magnétique (30). L'ensemble de bobine (28) est muni d'un trou de dégazage (58) traversant le noyau (38) et le surmoulage (42) à partir du trou axial borgne (50) jusqu'à une surface cylindrique externe axiale (60), le trou de dégazage (58) ménagé dans le noyau magnétique (38) et présentant une restriction agencée dans un premier tronçon (62) proximal du trou axial borgne (50).
Description
Titulaire(s) : DELPHI INTERNATIONAL OPERATIONS LUXEMBOURG S.A R.L. Société à responsabilité limitée.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : DELPHI FRANCE SAS Société par actions simplifiée.
FR 3 055 370 - A1 (74) ENSEMBLE DE BOBINE.
©) Ensemble de bobine (28) dans un injecteur de carburant (10) comprenant:
- Un noyau magnétique (38),
- Une bobinage (40) enroulé autour du noyau (38), le bobinage (40) étant surmoulé formant un surmoulage cylindrique (42), et
- L'ensemble de bobine surmoulé (28) comprenant de plus un trou borgne axial (50) s'étendant vers l'intérieur de l'ensemble de bobine (28) à partir de la première surface (51) à une extrémité distale (52), le trou borgne (50) étant adapté pour loger au moins un ressort (54, 56) pour solliciter une armature magnétique (30). L'ensemble de bobine (28) est muni d'un trou de dégazage (58) traversant le noyau (38) et le surmoulage (42) à partir du trou axial borgne (50) jusqu'à une surface cylindrique externe axiale (60), le trou de dégazage (58) ménagé dans le noyau magnétique (38) et présentant une restriction agencée dans un premier tronçon (62) proximal du trou axial borgne (50).
DP-322802
ENSEMBLE DE BOBINE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un injecteur de carburant et présente en particulier, mais non exclusivement une application à des injecteurs de carburant destinés à délivrer du carburant sous pression à une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION.
Des systèmes d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne moderne, en particulier les moteurs à allumage par compression, comprennent une pluralité d'injecteurs de carburant agencés pour émettre un jet atomisé de carburant à haute pression dans une chambre de combustion du moteur.
Un injecteur de carburant connu pour être utilisé dans un tel système. Il comprend une aiguille d'injection. L'aiguille est glissante à l'intérieur de l’alésage formé dans un corps de buse et pouvant coopérer avec un siège pour commander la distribution de carburant à travers une ou plusieurs ouvertures de sortie.
Lorsqu’au début de l’injection, un actionneur est alimenté électriquement pour réaliser l’ouverture, ce qui entraîne le déplacement d’une armature et un élément de soupape, également appelé tige de vanne par les professionnels. La tige de commande est située dans la chambre à basse pression, la tige de commande se déplace alors vers le haut contre l'action d'un ressort de bobine de l’actionneur. A ce stade, la longueur du ressort est réduite et une oscillation se propage de spire en spire pour ensuite se propager sur la tige de commande et l’oscillation fait ainsi des allers retours créant des perturbations du flux de carburant. La propagation de l’oscillation vient perturber le déplacement de l'armature solidaire de l'organe de la tige de commande. Il se produit alors des oscillations sur les forces appliquées pour fermer ou ouvrir la soupape de commande. Ce problème s’explique par un déplacement perturbé de l’armature causé par des oscillations subies par le ressort. De plus ce problème sera résolu par la présente invention, qui va être décrite plus loin.
RESUME DE L’INVENTION
La présente invention vise à résoudre le problème de déplacement de l’armature causé par les oscillations subies par le ressort. L’invention consiste en un ensemble de bobine d’un actionneur électromagnétique adapté pour être dans un injecteur de carburant. L’ensemble de bobine comprend un noyau magnétique s’étendant le long d’un axe principal, une bobinage enroulé autour du noyau, le bobinage étant surmoulé formant un surmoulage cylindrique et s’étendant axialement à partir d’une première face transverse jusqu’à une seconde surface 48. L’ensemble de bobine surmoulé comprend de plus un trou borgne axial s’étendant vers l'intérieur de l'ensemble de bobine à partir de la première surface à une extrémité distale. Le trou borgne est adapté pour loger au moins un ressort afin de solliciter une armature magnétique. L'ensemble de bobine est en outre muni d'un trou de dégazage traversant le noyau et le surmoulage à partir du trou axial borgne jusqu’à une surface cylindrique externe axiale. Le trou de dégazage est ménagé dans le noyau magnétique. Le trou de dégazage présente une restriction agencée dans un premier tronçon proximal du trou axial borgne.
Le premier tronçon présente un premier diamètre D62, une première longueur L62 avec pour caractéristiques :
<L62/D62 < 8, de préférence 6.
Le trou de dégazage présente un deuxième tronçon avec un deuxième diamètre D64 à une extrémité proximale d’un circuit de retour et une deuxième longueur L64:
0,06<D62/D64 < 0,02, de préférence D62/D64 = 0,04 0,2<L62/L64<0,3, de préférence L62/L64 = 0,15.
Le trou de dégazage est disposé proximale à l'extrémité distale du trou borgne axial.
Le trou de dégazage est proximal à la première face du bobinage.
De plus un diamètre D50b du trou borgne est inférieur à un diamètre moyen D50a du trou borgne axial dans lequel communique le premier tronçon du trou de dégazage calibré.
Le trou de dégazage fait un angle avec l'axe principal compris entre 80 degrés et 120 degrés. L’angle peut être de 90 °.
De plus un actionneur de l’injecteur de carburant comprend l'ensemble de bobine telle que décrit précédemment. En outre un injecteur de carburant comprend l’actionneur telle que décrit précédemment.
Un procédé de fabrication de procédé d'un ensemble de bobine telle que décrit précédemment comprend les étapes suivantes:
- enroulement du fil électrique sur un sous-ensemble puis;
- enroulement du fil à une extrémité des bornes, puis;
- mise en place des cabochons sur l'extrémité inférieure des bornes et soudage des cabochons puis;
- surmoulage de l'ensemble de bobine et ensuite;
- réaliser le premier tronçon du trou de dégazage dans le noyau magnétique puis ;
- réaliser le deuxième tronçon du trou de dégazage dans le surmoulage de l'ensemble de bobine.
Le trou de dégazage peut être réalisé par l'utilisation d'une pièce rapportée au cours du surmoulage du fil.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemple non limitatif
Figure 1 est une coupe partielle d’un injecteur
Figure 2 est une vue isométrique d’un sous ensemble de bobine.
Figure 3 est une vue isométrique d’un ensemble de bobine Figure 4 est une coupe du trou de dégazage
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PRÉFÉRÉS
Pour faciliter et clarifier la description qui suit, l'orientation de haut en bas est choisi arbitrairement et, les mots et expressions tels que ci-dessus, dessous, dessus, dessous, haut, bas ... peuvent être utilisés sans aucune intention de limiter l'invention.
L’injecteur 10 s’étend selon un axe longitudinal X et comprend de bas en haut, selon le sens conventionnel et non limitatif des figures, un ensemble de buse 12 comprenant un élément de vanne 14 ou communément appelé aiguille 14 agencée dans un corps de buse 16, une tige de commande 34 agencé dans un corps de vanne 20, un actionneur 22 agencé dans un corps d’actionneur 24. L’aiguille 14 est agencée axialement coulissante dans un alésage 26 cylindrique longitudinal du corps de buse entre une position fermée dans laquelle l’aiguille 14 est en contact avec un siège de corps de buse (non représenté) et une position ouverte où l’aiguille 14 est écarté du siège (non représenté).
Comme décrit dans la figure 1, l’injecteur 10 est pourvu d’un circuit de circulation de carburant qui permet d’amener du carburant haute pression via un circuit haute pression depuis un orifice d’entrée agencé dans une partie haute de l’injecteur 10 jusqu’aux trous d’injection (non représentés) agencés dans une partie basse de l’injecteur 10.
Un premier mode de réalisation est maintenant décrit en référence aux figures 1, 2 et 3. L’actionneur électromagnétique 22 comprend un ensemble de bobine 28 électrique fixe, une armature magnétique mobile 30 fixé et solidaire d’un élément de soupape 31 est appelé communément tige de commande 34 se déplaçant vers l’ensemble de bobine 28 lorsque celle-ci est électriquement alimentée et un dispositif élastique 32 repoussant en permanence l’armature magnétique 30 vers une position éloignée de l’ensemble de bobine 28. L’ensemble de bobine 28 comprend un surmoulage cylindrique 42 et un sous ensemble de bobine 43 comprenant deux extrémités 36, un noyau 38 et un bobinage 40 enroulé autour du noyau 38. Les deux extrémités 36 s’étendent le long de l’axe principal X vers une extrémité supérieure du sous ensemble 43. Le bobinage 40 est surmoulé formant le surmoulage cylindrique 42. Le bobinage 40 s’étend axialement à partir d’une première face transverse 46 se prolongeant axialement jusqu’à une seconde surface 48. L’ensemble de bobine surmoulé 28 comprend de plus un trou borgne axial 50 s’étendant vers l'intérieur de l'ensemble de bobine 28 à partir d’une première extrémité 51 à une deuxième extrémité 52. Le trou borgne 50 est adapté pour loger au moins deux ressorts 54,56 pour solliciter l’armature magnétique 30. L'ensemble de bobine 28 est en outre muni d'un trou de dégazage 58 traversant le surmoulage 42 à partir du trou axial borgne 50 à une surface cylindrique externe axiale 60. Le trou de dégazage 58 présente une restriction agencée dans un premier tronçon 62 proximal du trou axial borgne 50. La restriction est une réduction du diamètre du trou telle que placé dans le passage du fluide en mouvement il limite son débit ou modifie la pression dans la première portion 62 du trou de dégazage. La restriction produit également des pertes de charge nécessaires du fluide sous pression dans un circuit de retour de fuite 61.
Le trou de dégazage 58 présente un premier tronçon 62 ayant un premier diamètre D62, une première longueur L62 avec pour caractéristiques :
<L62/D62 < 8, de préférence 6.
Le choix de ces dimensions permet de réduire complètement les ondes de retour du fluide dans le trou borgne axial 50.
Le trou de dégazage 58 présente un deuxième tronçon 64 avec un deuxième diamètre D64 compris entre le premier tronçon 62 et la surface extérieure transverse 60 proximale du circuit de retour de fuite 61 et une deuxième longueur L64:
0,06<D62/D64 < 0,02, de préférence D62/D64 = 0,04 ; 0,2<L62/L64<0,3, de préférence L62/L64 = 0,15.
De même le choix des dimensions des deux tronçons 62,64 permet un écoulement moins turbulent vers le circuit de retour de fuite 61.
Le trou de dégazage 58 est disposé proximal à la deuxième extrémité 52 distale. Dans d’autres alternatives non représentées le trou de dégazage 58 peut être proximal à la première extrémité 51 du trou borgne. Le trou de dégazage 58 fait un angle de 90 ° avec l'axe principal X. Dans une alternative au mode de réalisation non représenté, le trou de dégazage 58 peut faire un angle compris entre 80 degrés et 120 degrés avec l'axe principal X.
Le trou borgne 50 s’étend le long de l’axe longitudinal X. le trou borgne 50 présente un premier diamètre D50a et un deuxième diamètre D50b. Le premier diamètre D50a est la valeur moyenne du diamètre du trou 50. Le deuxième diamètre D50b est inférieur au premier diamètre moyen D50a du trou.
Le dispositif élastique 32 comprend deux ressorts hélicoïdaux 54, 56 séparés par un membre séparateur 66 ou pion 66. Dans d’autres alternatives le dispositif élastique 66 peut comprendre un seul ressort 54, 56. Le dispositif élastique 32 est agencé dans le trou borgne axial 50. Selon la figure 1, le premier ressort 54 est comprimé entre une première face 68 du pion 66 et la deuxième extrémité 52 du trou. Le deuxième ressort 56 est comprimé entre la deuxième face 69 du pion et l’armature électrique 30.
Le procédé de fabrication de l’ensemble de bobine 28 comprend les étapes suivantes:
- enroulement du fil électrique 44 sur un sous-ensemble 43 puis;
- enroulement du fil 44 à une extrémité des bornes 36, puis;
- mise en place des cabochons 74 sur l'extrémité inférieure des bornes 34 et le soudage des cabochons 74 puis;
- Surmoulage de l'ensemble de bobine 28 et ensuite;
- réaliser le premier tronçon 62 du trou de dégazage 58 dans le noyau magnétique 38 puis ;
- réaliser le deuxième tronçon 64 du trou de dégazage dans le surmoulage 42 de l'ensemble de bobine 28.
Le trou de dégazage 58 calibré est ainsi ménagé dans la partie magnétique(38). Le trou de dégazage 58 peut être réalisé par technologie laser ou par tous autres moyens. La forme du trou de dégazage 58 peut être ronde, carrée ou conique ou tout autre formes.
Dans ce chapitre nous allons décrire le fonctionnement de l’injecteur 10. Comme décrit dans la figure 1, lorsque l’actionneur 22 est électriquement alimenté les deux ressorts 54, 56 de l'actionneur sont comprimés par la pression sollicitée par l'armature 30, ainsi que la pression dans le trou axial borgne 50 augmente. Au cours de la phase d'ouverture de la tige de commande 34, les longueurs des ressorts 54, 56 sont réduites de sorte que le volume du trou axial 50 est réduite de sorte que la pression augmente. L'armature 30, se déplaçant vers le haut, pousse le fluide dans le trou borgne axial 50 et l'onde créée dans le fluide se déplace vers le bas vers l'armature 30. L’onde créée dans le fluide perturbe alors la tige de commande 34. La surpression dans le trou axial 50 est supprimée par le trou de dégazage 58 qui est communication de fluide avec le trou borgne axial 50 par le premier tronçon 62 du trou de dégazage et par le deuxième tronçon 64 agencé dans le prolongement du premier tronçon 62 et compris entre le premier tronçon 62 et une zone de basse pression qui communique avec le circuit de retour de fuite 61.
Les références suivantes ont été utilisées dans la description :
injecteur 12 ensemble de buse 14 aiguille 16 corps de buse 20 corps de vanne 22 actionneur 24 corps d'actonneur 26 trou borgne 28 ensemble de bobine armature élément de soupape dispositif élastique 34 tige de commande 36 extrémité noyau 40 bobinage surmoulage sous ensemble de bobinage fils de bobinage première surface du bobinage 48 deuxième surface du bobinage trou borgne axial première extrémité deuxieme extrémité premier ressort deuxième ressort trou de dégazage surface extérieure transverse circuit de retour premier tronçon deuxième tronçon membre séparateur/pion première face du pion deuxième face du pion cabochon axe longitudinal
Claims (11)
- REVENDICATIONS:1. Ensemble de bobine (28) d'un actionneur électromagnétique (22) dans un injecteur de carburant (10), l'ensemble de bobine (28), comprenant:- Un noyau magnétique (38) s’étendant le long d’un axe principal (X),- Une bobinage (40) enroulé autour du noyau (38), le bobinage (40) étant surmoulé formant un surmoulage cylindrique (42), et s’étendant axialement à partir d’une première face transverse (46) jusqu’à une seconde surface (48) , et- L’ensemble de bobine surmoulé (28) comprenant de plus un trou borgne axial (50) s’étendant vers l'intérieur de l'ensemble de bobine (28) à partir de la première surface (51) à une extrémité distale (52), le trou borgne (50) étant adapté pour loger au moins un ressort (54, 56) pour solliciter une armature magnétique (30);caractérisé en ce que l'ensemble de bobine (28) est en outre muni d'un trou de dégazage (58) traversant le noyau (38) et le surmoulage (42) à partir du trou axial borgne (50) jusqu’à une surface cylindrique externe axiale (60), le trou de dégazage (58) ménagé dans le noyau magnétique (38) et présentant une restriction agencée dans un premier tronçon (62) proximal du trou axial borgne (50).
- 2. Ensemble de bobine (28) selon la revendication précédente, dans lequel le premier tronçon (62) présente un premier diamètre D62, une première longueur L62 avec pour caractéristiques :1 <L62/D62 < 8, de préférence 6.
- 3. Ensemble de bobine (28) selon la revendication précédente, dans lequel le trou de dégazage (58) présente un deuxième tronçon (64) avec un deuxième diamètre D64 à une extrémité (60) proximale d’un circuit de retour (61) et une deuxième longueur L64:-0,06<D62/D64 < 0,02, de préférence D62/D64 = 0,04 -0,2<L62/L64<0,3, de préférence L62/L64 = 0,15.
- 4. Ensemble de bobine (28) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le trou de dégazage (58) est disposé proximal à l'extrémité distale (52) du trou borgne axial.
- 5. Ensemble de bobine (28) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un diamètre D50b du trou borgne (50) est inférieur à un diamètre moyen D50a du trou borgne axial dans lequel communique le premier tronçon (62) du trou de dégazage calibré.
- 6. Ensemble de bobine (28) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le trou de dégazage (58) fait un angle avec l'axe principal compris entre 80 degrés et 120 degrés.
- 7. Ensemble de bobine (28) selon la revendication 6, dans lequel l'angle est de 90 °.
- 8. Actionneur (22) de l'injecteur de carburant (10) comprenant l'ensemble de bobine (28) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
- 9. Injecteur de carburant (10) comprenant l’actionneur (22) selon la revendication 8.
- 10. Procédé de fabrication d'un ensemble de bobine (28) tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant les étapes suivantes:-enroulement du fil électrique (44) sur un sous-ensemble (43) puis;- enroulement du fil (44) à une extrémité des bornes (36), puis;- mise en place des cabochons (74) sur l'extrémité inférieure des bornes (74) et soudage des cabochons (74) puis;- surmoulage de l'ensemble de bobine (28) et ensuite;-réaliser le premier tronçon (62) du trou de dégazage (58) dans le noyau magnétique 38 puis ;-réaliser le deuxième tronçon (64) du trou de dégazage dans le surmoulage (42) de l'ensemble de bobine (44).
- 11. Procédé tel que défini dans la revendication 10, dans lequel le trou de dégazage (58) est réalisé par rutilisation d'une pièce rapportée au cours du surmoulage du fil.1 /3
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