DOMAINE TECHNIQUE
[0001] L'invention est relative à un injecteur de carburant pourvu d'un moyen de réduction
des fuites dynamiques.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
[0002] Un injecteur de carburant comprend classiquement une aiguille pilotée en ouverture
et en fermeture en fonction du différentiel de pression entre une chambre de contrôle
et la buse d'injection. Dans la chambre de contrôle, la pression est fonction de la
position d'une électrovanne de contrôle deux-voies, ou vanne tout-ou-rien, commutant
entre une position ouverte et une position fermée. Lorsque l'électrovanne est en position
fermée, le carburant à haute pression peut entrer dans la chambre de contrôle et solliciter
l'aiguille vers la position fermée et, lorsque l'électrovanne commute en position
ouverte le carburant préalablement prisonnier de la chambre de contrôle peut sortir
via un canal de décharge permettant à la pression dans la chambre de contrôle de diminuer.
Pendant ce temps d'ouverture de l'électrovanne, le carburant à haute pression continue
d'entrer dans la chambre de contrôle mais ne fait qu'y passer car il en ressort directement
via le canal de décharge. Il est connu de maitriser cette fuite dynamique dans les
injecteurs pourvus d'électrovanne trois-voies, tel que dans
EP2711537 mais, dans les injecteurs ayant une vanne deux voies, cette fuite dynamique demeure
une perte d'énergie.
RESUME DE L'INVENTION
[0004] La présente invention se propose de résoudre au moins partiellement ces problèmes
en proposant un injecteur de carburant selon la revendication 1.
[0005] Dans un exemple, le piston comprend une embase élargie surmontée d'un corps cylindrique
de plus petit diamètre. La face inférieure de ladite embase est agencée en regard
de l'aiguille et, la face de jonction entre l'embase et le corps forme une face d'étanchéité
coopérant avec un siège pourvu dans le corps d'injecteur. En position fermé du piston
la face d'étanchéité et le siège sont en contact étanche interdisant l'entrée de carburant
haute pression dans la chambre de contrôle et, en position ouverte du piston la face
d'étanchéité et le siège s'éloignent laissant passer entre elles du carburant à haute
pression.
[0006] Selon cet exemple, le piston est de plus pourvu d'un canal débouchant mettant en
permanence en communication de fluide la chambre de contrôle et la seconde chambre
de contrôle. Ledit canal peut être un canal axial. De plus, ledit canal débouchant
peut être pourvu d'une restriction de section générant une chute de pression de sorte
que la pression dans la chambre de contrôle soit supérieure à la pression dans la
seconde chambre de contrôle.
[0007] De plus, le piston peut être pourvu d'un canal calibré s'étendant radialement entre
la face cylindrique extérieure du corps cylindrique et ledit canal débouchant de sorte
à établir une communication hydraulique entre l'alimentation haute pression et la
seconde chambre de contrôle.
[0008] Plus particulièrement, la barrière est une lèvre circulaire et fermée, le premier
canal débouchant dans la partie centrale et, le second canal débouchant dans la partie
extérieure.
[0009] Dans une alternative audit mode de réalisation, l'injecteur est pourvu d'un dispositif
permettant de générer sur l'aiguille une force de fermeture dirigée vers la pointe
de l'aiguille, supérieure à la force d'ouverture dirigée vers la tête de l'aiguille
de sorte que, la pression du carburant injecté lorsque l'aiguille est en positon ouverte
est égale à la pression d'entrée du carburant dans l'injecteur.
[0010] Ledit dispositif consiste en un piston dont la section transversale est supérieure
à la section transversale de l'aiguille de sorte que le carburant sous pression entrant
dans la seconde chambre de contrôle exerce sur ledit piston une force augmentée.
[0011] Dans un mode particulier, le piston est dimensionné de façon à entrer en contact
avec la tête d'aiguille dès que le piston commence à se déplacer vers la position
ouverte. La force augmentée exercée par le carburant à haute pression dans la seconde
chambre de contrôle est alors intégralement transmise à l'aiguille de sorte que l'aiguille
subit une force de fermeture d'intensité supérieure à la force d'ouverture exercée
par le carburant au niveau de la pointe de l'aiguille.
DESCRIPTION DES FIGURES
[0012] Un mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit par l'intermédiaire des
figures suivantes :
La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un injecteur pourvu d'un moyen de réduction
de la fuite dynamique selon l'invention.
La figure 2 est un détail magnifié en coupe axiale de la région de l'injecteur comprenant
ledit moyen réalisé selon un premier mode de réalisation.
La figure 3 est similaire à la figure 2 dans une vue encore plus détaillée du moyen.
La figure 4 est un détail vue de dessus du moyen des figures 2 et 3.
La figure 5 est une vue isométrique d'un piston mobile du moyen des figures 2 à 4.
La figure 6 est une coupe axiale du piston de la figure 5.
La figure 7 est une coupe axiale d'une alternative au premier mode de réalisation
des figures 2 à 5.
La figure 8 est un détail magnifié en coupe axiale de la région de l'injecteur comprenant
ledit moyen réalisé selon un exemple.
La figure 9 est similaire à la figure 8 dans une vue encore plus détaillée.
La figure 10 est une vue isométrique du piston mobile du moyen des figures 8 et 9.
La figure 11 est un graphe schématique de fonctionnement du moyen de réduction de
la fuite dynamique, quel que soit son mode de réalisation.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PRÉFÉRÉS
[0013] La figure 1 est une coupe axiale d'un injecteur de carburant 10 qui s'étend selon
un axe longitudinal A1 depuis une tête 12 d'injecteur, dessinée en haut de la figure,
jusqu'à une buse d'injection 14, dessinée en bas de la figure.
[0014] Pour une simple raison de clarté de la description, l'orientation arbitraire de la
figure 1 sera utilisée aussi, des termes tels que « haut, bas, au-dessus ou en-dessous
» pourront être utilisés sans que cela ne limite ni la description ni la portée de
l'invention.
[0015] L'injecteur 10 comprend la tête 12 dans laquelle sont agencées une bouche d'entrée
16 haute pression et, partiellement visible uniquement, une bouche de sortie 18 basse
pression. La tête d'injecteur 12 est solidaire d'un corps d'actionneur 20, lui-même
solidarisé par un écrou d'injecteur 22 à une vanne de contrôle 24, un guide haut 26
et au corps 28 de la buse d'injection 14.
[0016] Le corps d'actionneur 20 est globalement cylindrique de révolution d'axe longitudinal
A1 et s'étend depuis la tête 12 jusqu'à une face inférieure 30. Il est de plus pourvu,
sur sa face cylindrique extérieure au voisinage de ladite face inférieure 30, d'un
filetage mâle 32 prévu pour l'engagement complémentaire par vissage du filetage femelle
34 de l'écrou d'injecteur 22 et, il est encore pourvu d'un alésage intérieur 36 cylindrique
s'étendant selon un second axe A2, parallèle à l'axe longitudinal A1 mais légèrement
décalé par rapport à celui-ci. L'alésage 36 débouche dans la face inférieure 30 et,
dans l'alésage 36 est agencée fixe la bobine 38 d'un électroaimant 40 qui en partie
basse affleure avec la face inférieure 30 du corps d'actionneur 20. De la bobine 38
partent en direction de la tête d'injecteur 12 des moyens de connexion électrique
42, tels des câbles. Ces moyens 42 s'étendent dans un conduit spécifique jusqu'à un
connecteur 44 pourvu de terminaux permettant la connexion de la bobine 38 vers une
unité de commande extérieure non représentée. La bobine 38 est elle-même pourvue d'un
alésage central 46 dans lequel est agencé un ressort de vanne 48.
[0017] La vanne de contrôle 24 comprend un corps de vanne 50 cylindrique de révolution d'axe
longitudinal A1 s'étendant entre une face supérieure 52 et une face inférieure 54
et pourvu d'un alésage axial 56 comprenant deux tronçons coaxiaux selon le second
axe A2, le premier tronçon débouchant dans ladite face supérieure 52 est un large
et peu profond lamage formant une chambre basse pression 58, du centre du fond 60
de laquelle s'étend en direction de la face inférieure 54 le second tronçon formant
un alésage distributeur hydraulique 62. Dans cet alésage distributeur 62, axialement
A2 borgne, plusieurs arrivées de canaux débouchent latéralement. L'ensemble des canaux
et conduits dont est pourvu l'injecteur 10 sera détaillé plus avant.
[0018] Par ailleurs, l'injecteur représenté sur la figure 1 et sur lequel s'appuie cette
description n'est qu'un exemple non limitatif et, de nombreuses alternatives de constructions
existent et seront mentionnées cependant, les alternatives qui seraient omises ne
sauraient être exclues de la portée conférée par les revendications. Par exemple,
il vient d'être précisé que l'axe longitudinal A1 et le second axe A2 sont distincts
et parallèles. Ce désaxage, introduit dans le brevet
EP1693563, présente de nombreux avantages mais n'est pas impératif et, des injecteurs dans
lesquels les deux axes sont confondus existent et peuvent sans difficultés bénéficier
des enseignements de la présente invention.
[0019] La vanne de contrôle 24 comprend de plus un ensemble armature-tige 64 comprenant
une armature magnétique 66 et une tige de vanne 68 agencé mobile dans l'alésage axial
54. L'armature 66 a la forme générale d'un disque épais qui se place dans la chambre
basse pression 58 et, la tige de vanne 68 est un arbre cylindrique comprenant des
tronçons de diamètres différents et dont une extrémité est enchâssée et sertie au
centre du l'armature 66. Ainsi fixée, la tige de vanne 68 s'étend perpendiculairement
à l'armature 66 et s'agence en un ajustement juste-glissant dans l'alésage distributeur
62. La tige de vanne 68 est coulissante directement dans l'alésage distributeur 62
ou bien, alternativement tel que représenté sur la figure 2, dans une douille cylindrique
70 radialement percée d'au moins un trou radial, la douille 70 étant insérée serrée
dans l'alésage distributeur 62.
[0020] Tel que représenté, la bobine 38, son alésage central 46, le ressort de vanne 48,
l'alésage axial 56 du corps de vanne, l'armature magnétique 66 et la tige de vanne
68 sont coaxiaux s'étendant selon le second axe A2. Le ressort de vanne 48, comprimé
entre le fond de l'alésage central 46 de la bobine et la tige de vanne 68 dont la
tête affleure au centre de l'armature 66, sollicite en permanence l'ensemble armature-tige
64 vers une position éloignée de la bobine 38, position nommée position fermée de
la vanne PFV en opposition à une position proche de la bobine nommée position ouverte
de la vanne POV.
[0021] La buse d'injection 14 comprend quant à elle le corps de buse 28, le guide haut 26,
une aiguille 72 et un ressort d'aiguille 74. Dans l'exemple décrit le corps de buse
28 et le guide haut 26 sont deux pièces distinctes. Dans une alternative non représentée,
des injecteurs dont le corps de buse intègre le guide haut existent et peuvent tout
aussi bien bénéficier de la présente invention.
[0022] Le corps de buse 28 a une paroi 76 cylindrique fuselée s'étendant selon l'axe longitudinal
A1 depuis une face supérieure 78 en un premier tronçon large 80 et un second tronçon
plus étroit 82 se refermant en pointe à son extrémité basse. Les faces extérieures
des deux tronçons 80, 82, se raccordent selon une face discale transversale 84 contre
laquelle l'écrou d'injecteur 22 prend appui.
[0023] Par homothétie avec les faces extérieures, la paroi 76 définit un espace intérieur
86 continu divisé en une large chambre cylindrique 88, située dans le premier tronçon
80 et, une chambre étroite 90, située dans le second tronçon 82.
[0024] La large chambre cylindrique 88 débouche dans la face supérieure 78 en formant un
lamage haut 92 adapté à recevoir et à positionner le guide haut 26.
[0025] La chambre étroite 90 définit en une partie de sa paroi cylindrique latérale un guide
de coulissement bas 94 et, l'extrémité de la chambre étroite 90 se referme similairement
au second tronçon 82 en un cône femelle formant un siège 96 de corps de buse circonvenant
une pluralité de trous d'injections 98 traversant la paroi 76 du corps de buse.
[0026] Le guide haut 26 est, dans l'exemple non limitatif décrit, une pièce indépendante
cylindrique de révolution s'étendant selon l'axe longitudinal A1 depuis une face supérieure
100 transversale et comprend un large cylindre supérieur 102 puis un étroit cylindre
inférieur 104, les deux cylindres 102, 104, se rejoignant en une face d'épaulement
106. Le guide haut 26 comprend de plus un alésage axial débouchant 108 traversant
de part en part les deux cylindres 102, 104, l'alésage 108 définissant en partie inférieure,
située dans l'étroit cylindre 104, un guide de coulissement haut 110 et, en partie
supérieure située dans le large cylindre 102, une chambre de contrôle 112 dans laquelle
est agencé un piston mobile 114 maintenant décrit.
[0027] Ledit piston mobile 114, particulièrement détaillé sur les figures 4, 5 et 6, s'étend
axialement entre une face supérieure 116 à une face inférieure 118, la face supérieure
116 étant pourvue d'un bossage s'élevant légèrement au-dessus de ladite face supérieure
116, bossage au centre duquel est réalisé un logement concave haut 120 de sorte que
ledit bossage circonvient l'ouverture du logement haut 120 en formant une lèvre périphérique
circulaire 122. Au centre de sa face inférieure 116, le piston 114 est également pourvu
d'un logement concave bas 124.
[0028] Les logements haut 120 et bas 124 sont des trous de centrage fonctionnels pour un
mode d'usinage particulier. Dans une alternative non représentée correspondant à un
mode de réalisation différent ces logements pourraient ne pas être réalisés.
[0029] Le piston 114 est de plus pourvu sur sa face cylindrique latérale d'une gorge annulaire
126 ainsi que d'un premier canal 128 joignant la gorge 126 à l'intérieur du logement
haut 120, l'ouverture dudit premier canal 128 étant donc à l'intérieur de la lèvre
122 et, ainsi que d'un second canal 130 joignant l'intérieur du logement bas 124 à
la face supérieure 116, l'ouverture supérieure dudit second canal 130 étant à l'extérieur
de la lèvre 122.
[0030] L'aiguille 72, ainsi dénommée par les professionnels en référence à sa forme générale,
est un arbre cylindrique allongé s'étendant depuis une tête d'aiguille 132 jusqu'à
une pointe conique 134 définissant un siège d'aiguille 136. Telle que particulièrement
visible sur les figures 2 et 3, la tête d'aiguille 132 est pourvue d'une petite protubérance
cylindrique 138 raccordée au corps de l'aiguille par un épaulement d'appui 140, le
corps de l'aiguille formant en cette partie de tête un guide d'aiguille haut 142 et,
à l'opposé de la tête 116 à proximité de la pointe 134, l'aiguille 72 dispose d'une
partie plus large formant un guide d'aiguille bas 144.
[0031] Ainsi que cela est représenté sur les figures, le corps de buse 28 reçoit en son
lamage haut 92 la partie cylindrique large 102 du guide haut 26, la partie étroite
104 s'étendant dans la large chambre 88 du corps de buse 28. La face d'épaulement
106 du guide haut est en appui étanche contre le fond du lamage haut 92 et, le guide
haut 26 est radialement maintenu par le rebord intérieur du même lamage 92.
[0032] Le guide haut 26 étant ainsi mis en place, le guide de coulissement haut 110 et le
guide de coulissement bas 92 sont coaxiaux selon l'axe longitudinal A1 et reçoivent
l'aiguille 72 de manière complémentaire, le guide d'aiguille haut 142 coulissant dans
le guide de coulissement haut 110 et, le guide bas 144 coulissant dans le guide de
coulissement bas 92 du corps de buse. Au-dessus de la tête d'aiguille 116 le ressort
d'aiguille 74 est comprimé dans la chambre de contrôle 112 entre l'épaulement d'appui
104, solidaire de l'aiguille 72, et la face inférieure 118 du piston mobile 114.
[0033] La face supérieure 100 du guide haut est maintenue en contact surfacique étanche
contre la face inférieure du corps de vanne 54 et, la face supérieure 52 du corps
de vanne est elle-même en contact surfacique étanche contre la face inférieure 30
du corps d'actionneur. Cet empilement solidaire et étanche est rendu possible grâce
à l'écrou d'injecteur 22 qui, enfilé autour du second tronçon étroit 82 du corps de
buse 28 prend appui contre la face discale 84 du même corps de buse et s'étend axialement
selon l'axe longitudinal A1 de sorte à enfermer le guide haut 26 et la vanne de contrôle
24 jusqu'à se visser sur le corps d'actionneur 20 grâce aux filetages complémentaires
32, 34 préalablement décrits. Les étanchéités surfaciques sont assurées d'une part
grâce à la qualité miroir de l'état des surfaces en contact et d'autre part grâce
au couple de serrage suffisamment important de l'écrou 22 qui engendre une compression
forte entre le bas du corps d'actionneur, le corps de vanne, le guide haut et le corps
de buse.
[0034] Dans l'injecteur 10, il a été décrit précédemment que l'ensemble armature-tige 64,
bien que sollicité par le ressort de vanne 48, peut de déplacer axialement selon le
second axe A2 entre la position fermée de vanne PFV, ou position basse dans laquelle
l'ensemble armature-tige 64 est éloigné de la bobine 38 et, la position ouverte de
vanne POV, ou position haute dans laquelle l'ensemble armature-tige 64 est proche
de la bobine 38. De manière similaire, bien que sollicité par le ressort d'aiguille
74, l'aiguille 72 peut se déplacer axialement selon l'axe longitudinal A1 entre une
position fermée d'aiguille PFA, également communément dénommée position basse dans
laquelle le siège d'aiguille 136 est en contact étanche contre le siège 96 du corps
de buse de sorte à empêcher toute injection de carburant et, une positon ouverte d'aiguille
POA, ou position haute dans laquelle le siège d'aiguille 136 est éloigné du siège
96 du corps de buse de sorte à permettre le passage et l'injection de carburant. De
même, le piston mobile 114, également sollicité par le ressort d'aiguille 74, peut
se déplacer axialement selon l'axe longitudinal A1 entre une position ouverte du piston
POP, ou position basse dans laquelle la lèvre périphérique 122 est éloignée de la
face inférieure 54 du corps de vanne et, une position fermée du piston PFP, ou position
haute dans laquelle la lèvre périphérique 122 est en contact étanche contre la face
inférieure 54 du corps de vanne.
[0035] L'injecteur 10 est de plus pourvu de canaux et conduits comprenant des tronçons complémentaires
entre les éléments de l'injecteur, ces canaux et conduits forment un circuit haute
pression 146 et un circuit de retour basse pression 148 dans lesquels, en utilisation
du carburant circule.
[0036] Le circuit haute pression 146 comprend un premier conduit principal 150, s'étendant
dans le corps d'actionneur 20 entre la bouche d'entrée 16 et la face inférieure 30
du corps d'actionneur, le conduit principal 150 étant prolongé par un second conduit
152 traversant le corps de vanne 50 puis, par un troisième conduit 154 traversant
la partie cylindrique large 102 du guide haut, ledit troisième conduit 154 débouchant
dans la face d'épaulement 106 du guide haut entre la partie étroite 104 et la face
latérale intérieure de la paroi 76 du corps de buse, et s'ouvrant dans la large chambre
88 du corps de buse 28. Le circuit haute pression 146 se poursuit ensuite dans l'espace
intérieur 86 du corps de buse jusqu'aux trous d'injection 98. Le circuit haute pression
146 comprend de plus un quatrième conduit 156 pourvu dans le guide haut 26 et joignant
ladite face d'épaulement 106 à l'intérieur de l'alésage axial 108 où il s'ouvre dans
l'espace annulaire définit par la gorge annulaire 126 du piston 114.
[0037] On comprend alors que du carburant à haute pression entrant par la bouche d'entrée
16 et circulant dans le circuit haute pression 114 arrive dans l'espace de la gorge
annulaire 126 puis s'écoule dans le premier canal 128 du piston 114 et remplisse le
logement concave haut 120.
[0038] En position ouverte du piston POP, le carburant à haute pression peut suivre le parcours
indiqué par la flèche F1 sur la figure 3. Depuis le logement haut 120, il passe au-dessus
de la lèvre 122, entre ladite lèvre 122 et la face inférieure 54 du corps de vanne,
puis s'écoule dans le second canal 130 du piston de sorte à aller remplir la chambre
de contrôle 112.
[0039] Par contre, en positon fermée du piston PFP le carburant à haute pression sorti du
premier canal 128 et ayant rempli le logement concave haut 120 ne peut pas franchir
la lèvre 122 qui est en contact étanche contre la face inférieure 54 du corps de vanne.
[0040] Le circuit de retour basse pression 148 comprend quant à lui un conduit d'évacuation
158 pourvu dans le corps de vanne et esquissé de manière semi-transparente dans les
figures 2 et 3. Ce conduit d'évacuation 158 s'étend de la face inférieure 54 du corps
de vanne où il s'ouvre sur la partie extérieure de l'alésage axial 108 du guide haut,
à l'extérieure de la lèvre 122 du piston 114, et il s'étend jusqu'à déboucher dans
l'alésage distributeur hydraulique 62. Cet espace compris entre l'extérieure de la
lèvre 122 du piston 114 et la face inférieure 54 du corps de vanne, espace dans lequel
débouche le conduit d'évacuation 158 forme une seconde chambre de contrôle 160. Tel
que cela est représenté, le conduit d'évacuation est réalisé en un premier tronçon
court 162 débouchant sous le corps de vanne 50, se connectant perpendiculairement
à un second tronçon 164 plus long allant en ligne droite jusqu'à l'alésage 62. Pour
des raisons de faisabilité, le second tronçon 164 débouche dans la face inférieure
54 du corps de vanne mais cette extrémité est obturée au montage par la face supérieure
100 du guide haut.
[0041] Le circuit de retour 148 se poursuit ensuite dans l'alésage distributeur hydraulique
62, voire au travers des trous de la douille 70, puis en remontant vers la chambre
basse pression 58 de laquelle ledit circuit 148 se poursuit en empruntant un conduit
principal de retour 166, non représenté, qui s'étend dans le corps d'actionneur 20
en parallèle du conduit principal haute pression 150 depuis la face inférieure 30
jusqu'à la bouche de sortie 18.
[0042] Le circuit de retour 148 comprend de plus un conduit de récupération de la fuite
de vanne, ledit conduit également représenté de manière semi-transparente sur la figure
2, s'étend radialement dans le corps de vanne 50 depuis le fond de l'alésage axial
56 jusqu'à rejoindre la paroi cylindrique latérale du corps de vanne où le conduit
de récupération débouche dans un espace annulaire compris entre ladite paroi latérale
et l'écrou d'injecteur 22, pour ensuite rejoindre à nouveau la chambre basse pression
58 et le conduit principal de retour 166.
[0043] On comprend alors lorsque le piston 114 est en position fermée PFP, ou position haute
dans laquelle la lèvre 122 est en contact étanche contre la face inférieure 54 du
corps de vanne, le carburant situé dans la chambre de contrôle 112 sorte de celle-ci
en remontant par le second canal 130 du piston puis puisse continuer dans le circuit
de retour 148 en passant successivement par les deux tronçons 162, 164, du conduit
d'évacuation.
[0044] Le fonctionnement général de l'injecteur 10 et les différents déplacements des pièces
mobiles est maintenant décrit.
[0045] Dans un premier temps la bobine 38, n'est pas alimentée électriquement, elle ne créée
pas de champ magnétique et n'attire donc pas l'armature magnétique 66. Le ressort
de vanne 48 repousse l'ensemble armature-tige 64 en position fermée PFV, position
dans laquelle la tige de vanne 68 obture la communication hydraulique entre l'alésage
axial 56 et la chambre basse pression 58 et interdit ainsi au carburant de rejoindre
le circuit de retour 148. Le carburant à haute pression entrant en permanence dans
l'injecteur, en absence d'évacuation la pression augmente dans les deux tronçons 162,
164, du conduit d'évacuation du corps de vanne et notamment au-dessus du piston 114
dans la seconde chambre de contrôle 160. Le piston mobile 114 est donc repoussé vers
le bas en position ouverte POP et, comme cela a été décrit précédemment, le carburant
à haute pression peut entrer dans la chambre de contrôle 112 où la pression augmente
et repousse l'aiguille 72 vers le bas, en position fermée PFA. De part et d'autre
du piston 114 la pression est alors équilibrée. L'aiguille 72 se déplace en fonction
d'un différentiel de pression entre la tête et la pointe de l'aiguille. Ainsi lorsque
la pression augmente dans la chambre de contrôle 112, pour que l'aiguille 72 de déplace
vers le bas il est nécessaire de pourvoir l'injecteur 10 d'un dispositif faisant chuter
la pression du côté de la pointe. L'homme du métier connait des injecteurs dont le
circuit haute pression est pourvu d'un orifice calibré agencé entre l'entrée dans
la chambre de contrôle et les trous d'injection. Une telle fonction peut également
être réalisée au moyen d'une collerette, également dénommé en anglais «
boostflange » ou encore
« NMC -
needle motion control », solidaire de l'aiguille et ne laissant qu'un petit passage au flux de carburant
haute pression, ledit passage générant la chute de pression souhaitée du côté de la
pointe.
[0046] Dans un second temps, la bobine 38 est électriquement alimentée, elle génère alors
un champ magnétique qui attire l'armature 66 qui, malgré la sollicitation du ressort
de vanne 48, remonte et s'approche de la bobine 38 en position ouverte de la vanne
POV. Le carburant préalablement prisonnier du conduit d'évacuation 162, 164, peut
s'évacuer vers la chambre basse pression 58 et le conduit principal de retour 16.
Cette évacuation rapide crée une dépression dans la seconde chambre de contrôle 160,
dépression qui attire le piston vers le haut, le piston mobile 114 se plaçant alors
en position fermée PFP, la lèvre 122 venant en contact étanche contre la face inférieure
54 du corps de vanne. Comme cela a été décrit précédemment, le carburant à haute pression
ne peut plus sortir du logement haut 120 du piston et, celui qui est prisonnier de
la chambre de contrôle 112 peut sortir via le second canal 130, contourner la lèvre
122 et rejoindre le conduit d'évacuation 162, 164, puis le circuit de retour.
[0047] La figure 11 est un graphique à deux dimensions représentant de manière schématique
la courbe des évolutions de la pression dans la chambre de contrôle 112, en fonction
du temps. Au-dessus de la courbe un tableau indique les positions dans lesquelles
se placent l'ensemble armature-tige 64, le piston mobile 114 et l'aiguille 72.
[0048] Le point P1, intersection de la courbe avec l'axe des ordonnées, axe des pressions,
marque l'instant où la bobine 38 commence à être alimentée, l'ensemble armature-tige
64 se déplace alors en position ouverte POV alors que la pression dans la chambre
de contrôle 112 est encore haute et que l'aiguille 72 est en position fermée PFV.
À partir du point P1, le piston se place en positon fermée PFP et la pression dans
la chambre de contrôle 112 diminue jusqu'au moment où l'aiguille remonte en position
ouverte POA.
[0049] Le point P2 suivant marque l'instant où l'alimentation électrique de la bobine 38
est interrompu, l'ensemble armature-tige 64 étant immédiatement repoussé par le ressort
de vanne 48 en position fermée PFV alors que la pression dans la chambre de contrôle
112 est encore basse et que l'aiguille 72 est en position ouverte POA. Très peu après
le point P2, le piston se place en positon ouverte POP et la pression dans la chambre
de contrôle 112 ré-augmente jusqu'au point où l'aiguille redescend en position fermée
PFA.
[0050] Le cycle recommence et les points P3 et P4 suivants sont similaires respectivement
aux points P1 et P2.
[0051] Une alternative au premier mode de réalisation est maintenant décrite en relation
avec la figure 7. Dans cette alternative, le piston 114 a un diamètre extérieur nettement
supérieur au diamètre de l'aiguille 72. Tel que cela est représenté, le logement inférieur
124 de la face inférieure 118 du piston peut être agrandit en un lamage de dimensions
suffisantes pouvant recevoir la tête 132 de l'aiguille et le ressort 74. L'agencement
d'un tel piston 114 demande à l'évidence que l'extrémité supérieure débouchant de
l'alésage axial du guide haut 108 soit lui-même agrandit pour y recevoir le nouveau
piston élargit. L'intérêt de cette alternative de réalisation apparaît dans l'explication
de fonctionnement. Lorsque l'aiguille 72 est en position ouverte POA, position haute,
et que la bobine 38 n'est pas alimentée, la vanne se referme PFV et la pression commence
à remonter dans la seconde chambre de contrôle 160 juste au-dessus de la face supérieure
116 du piston. Cette face ayant une aire plus étendue, la force générée par la pression
sur le piston 114, force proportionnelle à la surface sur-laquelle s'exerce la pression,
est plus grande que la force du dans le premier mode de réalisation et, le piston
114 commence à de déplacer vers le bas en position ouverte POP plus tôt que dans le
premier mode réalisation ce qui assure un plus prompt déplacement vers le bas de l'aiguille
72 vers la position fermée PFA.
[0052] De plus, compte tenu du nouvel agencement du logement bas 124 recevant la tête et
le ressort d'aiguille, les dimensions peuvent aisément être choisies de sorte que
dès que le piston 114 commence à de déplacer vers le bas il entre en contact mécanique
avec la tête d'aiguille et alors, la force axiale qui s'exerce sur la face supérieure
116 du piston est intégralement transmise à l'aiguille 72. Alternativement, et sans
entrer en contact, la force axiale peut être transmise par pression hydraulique exercée
sur la tête de l'aiguille. La haute pression agit maintenant sur l'aiguille 72 en
générant sur la tête une force axiale de fermeture dirigée vers la pointe et, sur
la pointe une force axiale d'ouverture d'intensité plus faible dirigée vers la tête.
Ces forces antagonistes sont déséquilibrées, puisque les surfaces de l'aiguille soumises
à la haute pression sont inégales, la face supérieure du piston étant la plus grande.
Il est donc alors possible de concevoir des injecteurs 10 dépourvus de dispositif
faisant artificiellement chuter la pression du côté de la pointe, tel l'orifice calibré
ou la collerette mentionnés plus avant. Effectivement, plutôt que de faire chuter
la pression et la force correspondante à la pointe de l'aiguille, ce qui correspond
à une perte énergétique, il apparaît maintenant que le piston élargit permet d'augmenter
la force sur la tête d'aiguille sans aucune perte d'énergie, la pression du carburant
injecté par les trous d'injection 98 étant la pression à laquelle le carburant entre
dans l'injecteur 10 sans qu'il y ait de volontaire perte de pression.
[0053] Un exemple est maintenant décrit en référence aux figures 8, 9, et 10, principalement
par voies de différences avec le premier mode de réalisation précédemment décrit et,
en conservant tant que faire se peut les signes et numéros des références déjà utilisés.
[0054] Lesdites différences sont des différences structurelles qui se concentrent sur le
guide haut 26 et le piston mobile 114, le fonctionnement général de l'injecteur 10
réalisé selon ce second mode de réalisation restant identique à celui du premier mode
précédemment décrit.
[0055] La différence principale réside en la forme de l'alésage axial 108 du guide haut
et celle du piston mobile 114. L'alésage 108 est réalisé en un tronçon haut 170 servant
uniquement de guide de coulissement au piston 114, ledit tronçon haut 170 étant de
plus faible diamètre que le tronçon bas qui forme le guide de coulissement haut 110
dans lequel s'agence la tête de l'aiguille 132. Les deux tronçons 170, 110, sont reliées
par une surface discale de liaison 172 qui peut, comme cela est représenté sur les
figures être légèrement conique.
[0056] Le piston mobile 114 comprend un corps cylindrique 174, agencé coulissant dans le
tronçon haut 170 de l'alésage axial 108, une collerette basse 176 agencée dans la
chambre de contrôle 112 et un épaulement de raccordement 178 entre la collerette 176
et le corps 174 du piston. Le piston est de plus pourvu d'un orifice axial débouchant
180 qui, selon l'alternative représentée, comprend une restriction de section 182.
De plus, selon l'alternative représentée, le piston 114 est pourvu d'un petit canal
calibré 184 s'étendant radialement et joignant la face extérieur du piston 114 à l'orifice
axial 180. Ce canal calibré 184 établit une liaison hydraulique permanente entre l'arrivée
à haute pression et ledit orifice axial 180.
[0057] Lorsque le piston 114 est en position dans le guide haut 26, le quatrième conduit
haute pression 156 débouche dans l'alésage axial 108 juste au-dessus de la collerette
176. Le piston mobile 114 peut, à l'instar de la description précédente, se déplacer
entre une position haute ou position fermée PFP dans laquelle l'épaulement 178 du
piston est en contact étanche contre la surface discale 172 de l'alésage et, une position
basse, ou position ouverte POP dans laquelle l'épaulement 178 et la surface discale
172 sont éloignées l'une de l'autre.
[0058] À l'observation des figures on comprend que lorsque le piston 114 est en position
fermée PFP, le carburant situé dans la chambre de contrôle 112 sort de celle-ci en
passant par l'orifice axial 180 puis continue dans le circuit de retour 148 en passant
tout comme précédemment décrit, successivement par les deux tronçons 162, 164 du conduit
d'évacuation. De plus, en position fermée PFP du piston, un peu de carburant haute
pression peut circuler via le canal calibré 184 entre l'arrivée et la face supérieure
du piston. Ceci permet, au moment où la vanne 24 se ferme PFV, d'accélérer le remplissage
de la seconde chambre de contrôle 160 et sa montée en pression qui permet de repousser
le piston vers la position ouverte POP.
[0059] Dans le cas où le piston 114 ne serait pas pourvu du canal calibré 184, alors, lors
de la fermeture de la vanne PFV, le remplissage de la seconde chambre de contrôle
160 ne peut se faire que par du carburant passant entre le piston 114 et le tronçon
haut 170 de l'alésage 108. Ce remplissage peut prendre un temps relativement long
et, sans que cette solution puisse être écartée, la réalisation du canal calibré 184
semble privilégiée.
[0060] On comprend également qu'en position ouverte du piston POP, le carburant à haute
pression entre dans la chambre de contrôle 112, en suivant le parcours de la flèche
F2, en passant entre l'épaulement 178 et la surface discale 172 et pressurise ladite
chambre 112 de sorte à repousser l'aiguille 72 en position fermée PFA.
[0061] Les références suivantes ont été utilisées dans la description.
- 10
- injecteur de carburant
- 12
- tête d'injecteur
- 14
- buse d'injection
- 16
- bouche d'entrée haute pression
- 18
- bouche de sortie basse pression
- 20
- corps d'actionneur
- 22
- écrou d'injecteur
- 24
- vanne de contrôle
- 26
- guide haut
- 28
- corps de buse
- 30
- face inférieure du corps d'actionneur
- 32
- filetage mâle du corps d'actionneur
- 34
- filetage femelle de l'écrou d'injecteur
- 36
- alésage du corps d'actionneur
- 38
- bobine
- 40
- électroaimant
- 42
- moyens de connexion électrique
- 44
- connecteur
- 46
- alésage central de la bobine
- 48
- ressort de vanne
- 50
- corps de vanne
- 52
- face supérieure du corps de vanne
- 54
- face inférieure du corps de vanne
- 56
- alésage axial dans le corps de vanne
- 58
- chambre basse pression
- 60
- fond de la chambre basse pression
- 62
- alésage distributeur hydraulique
- 64
- ensemble armature-tige
- 66
- armature magnétique
- 68
- tige de vanne
- 70
- douille
- 72
- aiguille d'injecteur
- 74
- ressort d'aiguille
- 76
- paroi du corps de buse
- 78
- face supérieure du corps de buse
- 80
- premier tronçon large
- 82
- second tronçon étroit
- 84
- face discale transversale du corps de buse
- 86
- espace intérieur du corps de buse
- 88
- large chambre
- 90
- chambre étroite
- 92
- lamage haut
- 94
- guide de coulissement bas
- 96
- siège du corps de buse
- 98
- trous d'injection
- 100
- face supérieure du guide haut
- 102
- partie cylindrique large du guide haut
- 104
- partie cylindrique étroite du guide haut
- 106
- face d'épaulement du guide haut
- 108
- alésage axial du guide haut
- 110
- guide de coulissement haut
- 112
- chambre de contrôle
- 114
- piston mobile
- 116
- face supérieure du piston
- 118
- face inférieure du piston
- 120
- logement haut
- 122
- lèvre périphérique
- 124
- logement bas
- 126
- gorge annulaire
- 128
- premier canal
- 130
- second canal
- 132
- tête d'aiguille
- 134
- pointe d'aiguille
- 136
- siège d'aiguille
- 138
- petit protubérance cylindrique
- 140
- épaulement d'appui
- 142
- guide d'aiguille haut
- 144
- guide d'aiguille bas
- 146
- circuit haute pression
- 148
- circuit de retour basse pression
- 150
- premier conduit principal haute pression
- 152
- second conduit HP traversant le corps de vanne
- 154
- troisième conduit HP traversant le guide haut
- 156
- quatrième conduit HP
- 158
- conduit d'évacuation
- 160
- seconde chambre de contrôle
- 162
- premier tronçon court du conduit d'évacuation
- 164
- second tronçon du conduit d'évacuation
- 166
- conduit principal de retour
[0062] Références spécifiques au second mode de réalisation
- 170
- tronçon haut de l'alésage axial du guide haut
- 172
- surface discale de liaison de l'alésage axial du guide haut
- 174
- corps cylindrique du piston
- 176
- collerette basse du piston
- 178
- épaulement du piston
- 180
- orifice axial débouchant du piston
- 182
- restriction de section
- 184
- canal radial
- A1
- axe longitudinal
- A2
- second axe
- PFV
- position fermée e la vanne
- POV
- position ouverte de la vanne
- PFA
- position fermée de l'aiguille
- POA
- position ouverte de l'aiguille
- PFP
- position fermée du piston
- POP
- position ouverte du piston
1. Injecteur de carburant (10) comprenant un corps dans lequel une aiguille (72) se déplace
entre une position ouverte (POA) et une position fermée (PFA) sous l'influence de
la pression du carburant dans une chambre de contrôle (112), chambre (112) dans laquelle
débouche un canal d'alimentation haute pression (146, 156, 130) et de laquelle repart,
vers un circuit de retour basse pression (148), un canal d'évacuation (158, 162, 164)
contrôlé par une électrovanne deux-voies (24), de sorte qu'en position fermée de l'électrovanne
(PFV) la pression augmente dans la chambre de contrôle (112) sollicitant l'aiguille
(72) vers la position fermée (PFA) et, en position ouverte de l'électrovanne (POV)
le carburant s'évacue de la chambre contrôle (112) dans laquelle la pression diminue
permettant à l'aiguille (72) de se déplacer en position ouverte (POA), dans lequel
l'injecteur (10) comprend de plus un moyen (26, 114) de réduction des fuites dynamique
empêchant le carburant de s'écouler directement du canal d'alimentation (146) vers
le circuit de retour (148) lorsque l'électrovanne (24) est en position ouverte (POV),
ledit moyen (26, 114) de réduction des fuites dynamique comprenant un membre mobile
(114) se déplaçant entre une position ouverte (POP) et une position fermée (PFP),
sous l'influence du différentiel de pression du carburant existant entre la chambre
de contrôle (112) et une seconde chambre de contrôle (160) en communication de fluide
avec le canal d'évacuation (148), et dans lequel
le membre mobile (114) est un piston cylindrique pourvu sur sa face cylindrique latérale
d'une gorge annulaire (126), le piston cylindrique étant agencé coulissant dans un
alésage (108) du corps d'injecteur, le canal d'alimentation (148, 156) débouchant
dans l'espace annulaire définit par la gorge annulaire (126), dans ledit alésage (108),
ledit piston (114) se déplaçant en une position ouverte (POP) lorsque l'électrovanne
(24) est en position fermée (PFV) de sorte que le carburant haute pression puisse
entrer dans la chambre de contrôle (112) et, se déplaçant en une position fermée (PFP)
lorsque l'électrovanne (24) est en position ouverte (POV) de sorte à empêcher l'entrée
du carburant haute pression dans la chambre de contrôle (112) et,
dans lequel ledit alésage (108) est coaxial (A1) avec l'alésage (110) dans lequel
coulisse l'aiguille (72) et,
dans lequel le piston (114) comprend un corps cylindrique simple s'étendant axialement
(A1) entre une face inférieure (118) agencée en regard de l'aiguille (72), ladite
face inférieure (118) formant le plafond de la chambre de contrôle (112) et, une face
supérieure (116) opposée à la face inférieure (118), ladite face supérieure (116)
étant en contact contre une face transversale (54) du corps d'injecteur lorsque le
piston (114) s'est déplacé en position fermée (PFP),
l'injecteur de carburant (10) comprenant de plus un ressort (74) agencé dans la chambre
de contrôle (112) et comprimé entre un épaulement (140) solidaire de l'aiguille (72)
et la face inférieure (118) du piston (114) de sorte à solliciter en permanence l'aiguille
(72) vers sa position fermée (PFA) et le piston (114) vers sa positon fermée (PFP)
et,
dans lequel le piston (114) est pourvu d'un premier canal (128) s'étendant depuis
la paroi extérieure du piston (114) jusqu'à la face supérieure (116) et également,
d'un second canal (130) s'étendant entre les faces inférieure (118) et supérieure
(116), le piston (114) étant agencé dans son alésage de sorte que le canal d'alimentation
(148, 156) soit en communication de fluide permanent avec le premier canal (128) et,
dans lequel le piston (114) est de plus pourvu sur sa face supérieure (116) d'une
protubérance formant une barrière (122) étanche lorsque le piston (114) est en position
fermée (PFP), ladite barrière (122) étant alors en contact étanche contre ladite face
transversale (54) du corps d'injecteur, le premier canal (128) et le second canal
(130) débouchant dans la face supérieure (116) du piston de part et d'autre de ladite
barrière (122), ladite seconde chambre de contrôle (160) étant l'espace situé entre
la face transversale (54) du corps d'injecteur et la face supérieure (116) du piston
(14) et délimitée par le côté de la barrière (122) où débouchent le second canal (130)
et le conduit d'évacuation (158).
2. Injecteur (10) selon la revendication 1 dans lequel ledit canal débouchant (180) est
pourvu d'une restriction de section générant une chute de pression de sorte que la
pression dans la chambre de contrôle (112) soit supérieure à la pression dans la seconde
chambre de contrôle (160).
3. Injecteur (10) selon la revendication 1 dans lequel le premier canal (128) comprend
une gorge annulaire (126) agencée sur la paroi extérieure du piston (114), le premier
canal (128) s'étendant depuis ladite gorge (126) et débouchant dans la face supérieure
(116) du piston, le canal d'alimentation (148, 156) débouchant dans l'espace définit
par la gorge annulaire (126).
4. Injecteur (10) selon la revendication 1 dans lequel la barrière (122) est une lèvre
circulaire et fermée, le premier canal (128) débouchant dans la partie centrale et,
le second canal (130) débouchant dans la partie extérieure.
5. Injecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 pourvu d'un dispositif
permettant de générer sur l'aiguille (72) une force de fermeture dirigée vers la pointe
(134) de l'aiguille supérieure à la force d'ouverture dirigée vers la tête (132) de
l'aiguille de sorte que la pression du carburant injecté lorsque l'aiguille est en
positon ouverte (POA) est égale à la pression d'entrée du carburant dans l'injecteur
(10).
6. Injecteur (10) selon la revendication 5 dans lequel ledit dispositif consiste en un
piston (114) dont la section transversale est supérieure à la section transversale
de l'aiguille (72) de sorte que le carburant sous pression entrant dans la seconde
chambre de contrôle (160) exerce sur ledit piston (114) une force augmentée.
7. Injecteur (10) selon la revendication 6 dans lequel le piston (114) est dimensionné
de sorte dès que le piston (114) commence à se déplacer vers la position ouverte (POP),
la force augmentée exercée par le carburant à haute pression dans la seconde chambre
de contrôle (160) est intégralement transmise à l'aiguille (72), soit par contact
mécanique entre le piston (114) et l'aiguille (72) soit par pression hydraulique exercée
sur l'aiguille (72), de sorte que l'aiguille (72) subit une force de fermeture d'intensité
supérieure à la force d'ouverture exercée par le carburant au niveau de la pointe
(134) de l'aiguille.
1. Kraftstoffinjektor (10) mit einem Körper, in dem sich eine Nadel (72) unter dem Einfluss
des Kraftstoffdrucks in einer Steuerkammer (112) zwischen einer offenen Position (POA)
und einer geschlossenen Position (PFA) bewegt, wobei in diese Kammer (112) ein Hochdruckzulaufkanal
(146, 156, 130) mündet und aus dieser ein über ein Zweiwege-Magnetventil (24) gesteuerter
Ablaufkanal (158, 162, 164) zu einem Niederdruckrücklaufkreis (148) führt, so dass
in der geschlossenen Position des Magnetventils (PFV) der Druck in der Steuerkammer
(112) ansteigt und die Nadel (72) in die geschlossene Position (PFA) beaufschlagt
und in der offenen Position des Magnetventils (POV) der Kraftstoff aus der Steuerkammer
(112) abfließt, in der der Druck abnimmt, wodurch die Nadel (72) sich in die offene
Position (POA) bewegen kann, wobei
der Injektor (10) ferner ein Mittel (26, 114) zur dynamischen Leckageverringerung
aufweist, das verhindert, dass Kraftstoff direkt von dem Zulaufkanal (146) zu dem
Rücklaufkreislauf (148) fließt, wenn sich das Magnetventil (24) in der offenen Position
(POV) befindet, wobei das Mittel (26, 114) zur dynamischen Leckageverringerung ein
bewegliches Element (114) enthält, das sich zwischen einer offenen Position (POP)
und einer geschlossenen Position (PFP) unter dem Einfluss der Kraftstoffdruckdifferenz
bewegt, die zwischen der Steuerkammer (112) und einer zweiten Steuerkammer (160) in
Strömungsverbindung mit dem Ablaufkanal (148) besteht, und wobei
das bewegliche Element (114) ein zylindrischer Kolben ist, der an seiner zylindrischen
Seitenfläche mit einer Ringnut (126) versehen ist, wobei der zylindrische Kolben gleitend
in einer Bohrung (108) des Injektorkörpers angeordnet ist und der Zulaufkanal (148,
156) in den durch die Ringnut (126) definierten Ringraum mündet, wobei sich in der
Bohrung (108) der Kolben (114) in eine offene Position (POP) bewegt, wenn das Magnetventil
(24) in der geschlossenen Position (PFV) ist, so dass der unter Hochdruck stehende
Kraftstoff in die Steuerkammer (112) einströmen kann, und sich in eine geschlossene
Position (PFP) bewegt, wenn das Magnetventil (24) in der offenen Position (POV) ist,
so dass das Einströmen des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs in die Steuerkammer
(112) verhindert wird, und wobei
die Bohrung (108) koaxial (A1) zu der Bohrung (110) verläuft, in der die Nadel (72)
gleitet, und wobei
der Kolben (114) einen einfachen zylindrischen Körper enthält, der sich axial (A1)
zwischen einer der Nadel (72) gegenüberliegend angeordneten unteren Fläche (118),
welche untere Fläche (118) die Decke der Steuerkammer (112) bildet, und einer der
unteren Fläche (118) entgegengesetzten oberen Fläche (116) erstreckt, wobei die obere
Fläche (116) mit einer Querfläche (54) des Injektorkörpers in Kontakt steht, wenn
sich der Kolben (114) in die geschlossene Position (PFP) bewegt hat,
wobei der Kraftstoffinjektor (10) ferner eine Feder (74) enthält, die in der Steuerkammer
(112) angeordnet ist und zwischen einer mit der Nadel (72) fest verbundenen Schulter
(140) und der unteren Fläche (118) des Kolbens (114) zusammengedrückt wird, so dass
dauerhaft die Nadel (72) in ihre geschlossene Position (PFA) und der Kolben (114)
in seine geschlossene Position (PFP) beaufschlagt werden, und
wobei der Kolben (114) mit einem ersten Kanal (128), der sich von der Außenwand des
Kolbens (114) zur oberen Fläche (116) erstreckt, und ferner mit einem zweiten Kanal
(130) versehen ist, der sich zwischen der unteren Fläche (118) und der oberen Fläche
(116) erstreckt, wobei der Kolben (114) in seiner Bohrung so angeordnet ist, dass
der Zulaufkanal (148, 156) in dauerhafter Strömungsverbindung mit dem ersten Kanal
(128) steht, und
wobei der Kolben (114) ferner an seiner oberen Fläche (116) mit einem Vorsprung versehen
ist, der eine abgedichtete Barriere (122) bildet, wenn sich der Kolben (114) in der
geschlossenen Position (PFP) befindet, wobei sich die Barriere (122) dann in abgedichtetem
Kontakt mit der Querfläche (54) des Injektorkörpers befindet, der erste Kanal (128)
und der zweite Kanal (130) in die obere Fläche (116) des Kolbens auf beiden Seiten
der Barriere (122) münden, wobei die zweite Steuerkammer (160) der Raum ist, der zwischen
der Querfläche (54) des Injektorkörpers und der oberen Fläche (116) des Kolbens (14)
liegt und durch die Seite der Barriere (122) begrenzt wird, wo der zweite Kanal (130)
und der Ablaufkanal (158) ausmünden.
2. Injektor (10) nach Anspruch 1,
wobei der ausmündende Kanal (180) mit einer Querschnittsverengung versehen ist, die
einen Druckabfall erzeugt, so dass der Druck in der Steuerkammer (112) höher ist als
der Druck in der zweiten Steuerkammer (160).
3. Injektor (10) nach Anspruch 1,
wobei der erste Kanal (128) eine ringförmige Nut (126) aufweist, die an der Außenwand
des Kolbens (114) angeordnet ist, wobei sich der erste Kanal (128) von der Nut (126)
aus erstreckt und in die obere Fläche (116) des Kolbens mündet, wobei der Zulaufkanal
(148, 156) in den durch die ringförmige Nut (126) definierten Raum mündet.
4. Injektor (10) nach Anspruch 1,
wobei die Barriere (122) eine geschlossene kreisförmige Lippe ist, wobei der erste
Kanal (128) in den mittleren Teil und der zweite Kanal (130) in den äußeren Teil münden.
5. Injektor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
enthaltend eine Vorrichtung, mit der an der Nadel (72) eine zur Nadelspitze (134)
hin gerichtete Schließkraft erzeugt werden kann, die größer ist als die zum Nadelkopf
(132) hin gerichtete Öffnungskraft, so dass der Druck des eingespritzten Kraftstoffs,
wenn sich die Nadel in der offenen Position (POA) befindet, gleich dem Einlassdruck
des Kraftstoffs in den Injektor (10) ist.
6. Injektor (10) nach Anspruch 5,
wobei die Vorrichtung aus einem Kolben (114) besteht, dessen Querschnitt größer ist
als der Querschnitt der Nadel (72), so dass der unter Druck stehende Kraftstoff, der
in die zweite Steuerkammer (160) einströmt, eine erhöhte Kraft auf den Kolben (114)
ausübt.
7. Injektor (10) nach Anspruch 6,
wobei der Kolben (114) so bemessen ist, dass, sobald der Kolben (114) beginnt, sich
in Richtung der offenen Position (POP) zu bewegen, die erhöhte Kraft, die durch den
unter Hochdruck stehenden Kraftstoff in der zweiten Steuerkammer (160) ausgeübt wird,
vollständig auf die Nadel (72) übertragen wird, und zwar entweder durch mechanischen
Kontakt zwischen dem Kolben (114) und der Nadel (72) oder durch hydraulischen Druck,
der auf die Nadel (72) ausgeübt wird, so dass die Nadel (72) eine Schließkraft erfährt,
die stärker ist als die Öffnungskraft, die durch den Kraftstoff im Bereich der Spitze
(134) der Nadel ausgeübt wird.
1. Fuel injector (10) comprising a body in which a needle (72) moves between an open
position (POA) and a closed position (PFA) under the influence of the pressure of
fuel in a control chamber (112), a chamber (112) into which there opens a high pressure
feed channel (146, 156, 130) and from which there departs in the direction of a low
pressure return circuit (148) a discharge channel (158, 162, 164) controlled by a
two-way solenoid valve (24) so that when the solenoid valve is in the closed position
(PFV) the pressure in the control chamber (112) increases pushing the needle (72)
towards the closed position (PFA) and when the solenoid valve is in the open position
(POV) fuel is discharged from the control chamber (112), the pressure in which falls,
allowing the needle (72) to move into the open position (POA), in which
the injector (10) further comprises means (26, 114) for reducing dynamic leaks by
preventing the fuel from flowing directly from the feed channel (146) to the return
circuit (148) when the solenoid valve (24) is in the open position (POV), said means
(26, 114) for reducing dynamic leaks comprising a moving member (114) which moves
between an open position (POP) and a closed position (PFP) under the influence of
the pressure difference in the fuel within the control chamber (112) and a second
control chamber (160) in fluid communication with the discharge channel (148), and
in which
the moving member (114) is a cylindrical piston provided on its lateral cylindrical
surface with an annular groove (126), the cylindrical piston being arranged to slide
within a bore (108) of the injector body, the feed channel (148, 156) opening into
the annular space defined by the annular groove (126) in said bore (108), said piston
(114) moving into an open position (POP) when the solenoid valve (24) is in the closed
position (PFV) so that high pressure fuel can enter the control chamber (112) and
moving into a closed position (PFP) when the solenoid valve (24) is in an open position
(POV) so as to prevent high pressure fuel from entering the control chamber (112),
and
in which said bore (108) is coaxial (A1) with the bore (110) in which the needle (72)
slides, and
in which the piston (114) comprises a single cylindrical body extending axially (A1)
between an undersurface (118) facing the needle (72), said undersurface (118) forming
the top of the control chamber (112) and an upper surface (116) opposite the undersurface
(118), said upper surface (116) being in contact with a transverse surface (54) of
the injector body when the piston (114) has moved into the closed position (PFP),
the fuel injector (10) further comprising a spring (74) located in the control chamber
(112) and compressed between a shoulder (140) of one piece with the needle (72) and
the undersurface (118) of the piston (114) so as to press the needle (72) towards
its closed position (PFA) and the piston (114) towards its closed position (PFP) at
all times, and
in which the piston (114) is provided with a first channel (128) extending from the
outer wall of the piston (114) to the upper surface (116) and also with a second channel
(130) extending between the undersurface (118) and the upper surface (116), the piston
(114) being located within its bore so that the feed channel (148, 156) is in permanent
fluid communication with the first channel (128), and
in which the piston (114) is further provided on its upper surface (116) with a protuberance
forming a leaktight barrier (122) when the piston (114) is in the closed position
(PFP), said barrier (122) being then in leaktight contact with said transverse surface
(54) of the injector body, the first channel (128) and the second channel (130) opening
onto the upper surface (116) of the piston on either side of said barrier (122), said
second control chamber (160) being the space located between the transverse surface
(54) of the injector body and the upper surface (116) of the piston (14) and delimited
by the side of the barrier (122) where the second channel (130) and the discharge
conduit (158) open.
2. Injector (10) according to Claim 1, in which said opening channel (180) is provided
with a restriction in cross-section giving rise to a pressure drop so that the pressure
in the control chamber (112) is higher than the pressure in the second control chamber
(160).
3. Injector (10) according to Claim 1, in which the first channel (128) comprises an
annular groove (126) provided on the outer wall of the piston (114), the first channel
(128) extending from said groove (126) and opening onto the upper surface (116) of
the piston, the feed channel (148, 156) opening into the space defined by the annular
groove (126).
4. Injector (10) according to Claim 1, in which the barrier (122) is a closed circular
lip, the first channel (128) opening into the central part and the second channel
(130) opening into the outer part.
5. Injector (10) according to any one of Claims 1 to 4, provided with a device capable
of generating on the needle (72) a closing force directed towards the tip (134) of
the needle which is greater than the opening force directed towards the head (132)
of the needle so that the pressure of the injected fuel when the needle is in the
open position (POA) is equal to the inlet pressure of the fuel in the injector (10).
6. Injector (10) according to Claim 5, in which said device comprises a piston (114)
the transverse cross-section of which is greater than the transverse cross-section
of the needle (72) so that the pressurized fuel entering the second control chamber
(160) exerts an increased force on said piston (114).
7. Injector (10) according to Claim 6, in which the piston (114) is dimensioned so that
when the piston (114) begins to move towards the open position (POP) the increased
force exerted by the high pressure fuel in the second control chamber (160) is wholly
transmitted to the needle (72), either by mechanical contact between the piston (114)
and the needle (72) or by a hydraulic pressure acting on the needle (72) so that the
needle (72) experiences a closing force of greater magnitude than the opening force
exerted by the fuel on the tip (134) of the needle.