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FR2569238A1 - Electromagnet injection valve, esp. for fuel injection in IC engines - Google Patents

Electromagnet injection valve, esp. for fuel injection in IC engines Download PDF

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FR2569238A1 FR8516162A FR8516162A FR2569238A1 FR 2569238 A1 FR2569238 A1 FR 2569238A1 FR 8516162 A FR8516162 A FR 8516162A FR 8516162 A FR8516162 A FR 8516162A FR 2569238 A1 FR2569238 A1 FR 2569238A1
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Abstract

The valve has an electromagnet including a core (19) and a yoke (21), an armature (23) with an auxiliary mass (22) and a valve body which is operated by the armature. The mass of the valve body is smaller than that of the armature and is not fixed to the armature, so that the power from the armature is only effective in one direction on the valve. Before the start of the operational movement of the armature, it is held at rest by an armature return spring (28), although the retentional power of the return spring arrangement is only a fraction of the saturation inductive force. The armature movement begins as soon as the magnetic power exceeds the power of the return spring, and the armature strikes the needle valve (33) at a relatively high speed at about 30 percent of the armature stroke. A part of the work carried out to open the needle valve results from the kinetic energy of the armature and the parts connected to it.

Description

La présente invention concerne une soupape électromagnétique d'injection de carburant rtamment pour moteurs à mNstim InterneCette soupape d'injection convient pour assurer l'injection directe du carburant dans la chambre de combustion, à des pressions dépassant 1.000 bars. Mais on peut aussi utiliser cette soupape d'une manière avantageuse, pour injecter le carburant à basse pression dans la tubulure d'aspiration. The present invention relates to an electromagnetic fuel injection valve especially for engines with internal mNstim. This injection valve is suitable for direct injection of fuel into the combustion chamber at pressures exceeding 1,000 bar. But it can also be used in an advantageous manner, to inject the fuel at low pressure into the suction pipe.

Un circuit électronique spécial est prévu pour commander la soupape à injection. On propose également un système de régulation approprié pour la pompe qui alimente la soupape.A special electronic circuit is provided for controlling the injection valve. An appropriate control system is also proposed for the pump supplying the valve.

Dans les moteurs Diesel, on cherche à obtenir des pressions d'injection très élevées, dépassant 1.000 bars, pour améliorer l'utilisation du carburant et réduire la format ion de substances polluantes. En général, on impose à cet effet une courbe d'injection qui part avec une pente très raide, et qui définit une phase d'injection strictement délimitée. L'instant précis du début de l'injection et la durée de celle-ci doivent etre adaptés aux conditions imposées pour les caractéristiques et les performances du moteur considéré. In diesel engines, it is sought to obtain very high injection pressures, exceeding 1000 bar, to improve the use of fuel and reduce the size of pollutants. In general, it imposes for this purpose an injection curve which starts with a very steep slope, and which defines a strictly defined injection phase. The precise moment of the beginning of the injection and the duration thereof must be adapted to the conditions imposed for the characteristics and the performances of the engine considered.

I1 est facile de faire varier celles-ci avec un système de commande électronique. It is easy to vary these with an electronic control system.

Pour effectuer une injection à haute pression, on utilise actuellement des systèmes d'injection qui sont presque exclusivement mécaniques, et comportent une pompe, une tuyauterie de liaison et un injecteur. Au début de ltopérat tion d'injection, le carburant subit une compression dans la pompe, et l'énergie de celle-ci se transmet sous forme d'une onde de pression, jusqu'à l'injecteur. For injection at high pressure, injection systems are now used which are almost exclusively mechanical, and comprise a pump, a connecting pipe and an injector. At the beginning of the injection process, the fuel is compressed in the pump, and the energy of the pump is transmitted in the form of a pressure wave to the injector.

Au cours de l'opération d'injection, et à la suite de celle-ci, des ondes de pression intenses cheminent par réflexion entre la pompe et le gicleur. L'amplitude de ces ondes peut atteindre plusieurs centaines de bars. Sous l'ef- fet de ces ondes de pression, en particulier après que le gicleur s'est refermé, il peut arriver localement que la valeur instantanée de la pression tombe à zéro dans le circuit d'injection, soit en-dessous de la tension de vapeur du carburant. Ceci entraine des phénomènes de cavitation en cer tains endroits du système d'injection, avec des contraintes brusques et intenses, dues aux chocs qui se produisent alors. During the injection operation, and following it, intense pressure waves flow by reflection between the pump and the nozzle. The amplitude of these waves can reach several hundred bars. Under the effect of these pressure waves, especially after the nozzle has closed, it may happen locally that the instantaneous value of the pressure falls to zero in the injection circuit, ie below the vapor pressure of the fuel. This causes cavitation phenomena in some parts of the injection system, with sudden and intense stresses, due to shocks that occur then.

Pour obtenir une chute de pression rapide en fin d'injection, la pompe d'injection comporte en général des pistons de détente, assoeiés aux clapets à haute pression, pour permettre une augmentation de volume du carburant dans la tuyauterie. Mais il n'est pas toujours possible d'atténuer ainsi l'amplitude de l'onde de pression transmise par réflexion au moment de la fermeture brusque de l'aiguille d'injec- tion, et cette onde de pression réfléchie provoque souvent une nouvelle ouverture de l'aiguille. C'est alors que se produit une seconde pulvérisation de carburant, particulièrement indésirable, avec un retard lié à la durée de transit de 1'onde de pression; et le carburant en cause, insuffisamment atomisé, participe à la combustion d'une manière incomplète. To obtain a rapid pressure drop at the end of injection, the injection pump generally comprises expansion pistons, associated with the high-pressure valves, to allow an increase in the volume of fuel in the piping. But it is not always possible to attenuate the amplitude of the pressure wave transmitted by reflection at the moment of the sudden closure of the injection needle, and this reflected pressure wave often causes a new opening of the needle. It is then that a second fuel spraying, particularly undesirable, occurs with a delay related to the transit time of the pressure wave; and the fuel in question, insufficiently atomized, participates in combustion in an incomplete manner.

Dans les pompes d'injection, le cycle de pompage s'effectue avec un calage angulaire fixé par rapport à l'angle de rotation de la pompe. En conséquence, la pompe subit une fatigue mécanique considérable, analogue à un choc, car l'augmentation de la pression interne de la pompe se produit alors en totalité dans un laps de temps très bref, correspondant à un angle de rotation de faible amplitude. Or le laps de temps de parcours de ce petit angle de rotation devient de plus en plus court lorsque la vitesse du moteur augmente, alors que la section des passages d'écoulement de 1? injecteur reste la même, et la pression d'injection devrait en principe augmenter comme le carré de la vitesse du moteur.Mais cette brusque augmentation de pression est heureusement absorbée en majeure partie par l'élasticité de la tuyauterie d'injection, et par la compressibilité du carburant. In injection pumps, the pumping cycle is carried out with an angular setting fixed with respect to the rotation angle of the pump. As a result, the pump suffers considerable mechanical fatigue, similar to an impact, since the increase in the internal pressure of the pump then occurs completely in a very short period of time, corresponding to a low amplitude rotation angle. But the time of travel of this small angle of rotation becomes shorter and shorter as the speed of the motor increases, while the section of the flow passages of 1? injector remains the same, and the injection pressure should in principle increase as the square of the engine speed.But this sudden increase in pressure is fortunately absorbed for the most part by the elasticity of the injection piping, and by the compressibility of the fuel.

I1 n'en est pas moins vrai que cette augmentation de la pression d'injection qui dépend de la vitesse du moteur entrante des problèmes délicats pour la régulation de l'inz jection du carburant, en vue d'une bonne utilisation de celui-ci. A basse vitesse, la pression de la pompe est en général trop faible pour soulever complètement l'aiguille d'- injection. En outre, l'augmentation de pression efficace en début d'injection est affectée aussi par l'effet de capacité de la chambre de pression du gicleur, où existe une certaine quantité de carburant.Dès l'ouverture partielle de l'aiguille, la majeure partie de la pression du carburant en regard du siège de l'injecteur se transforme en vitesse avec un effet de tourbillon interne dans l'injecteur I1 ne reste donc plus qu'une faible marge de pression transformable en vitesse, à la sortie des trous de 17injecteur, et l'atomisation ainsi obtenue est très médiocre. On peut réduire ces difficultés avec des injecteurs à noyau central.Un effet de pul vérisation secondaire se produit en outre à cause du rebondissement inévitable de l'aiguille quand celle-ci retombe sur son siège
Avec les fortes variat-ions de la pression d'injection utile, qui sont liées à la vitesse du moteur, il est difficile de bien adapter le gicleur aux besoins du moteur, et on ne peut obtenir ainsi des conditions d'injection optimum que dans une plage étroite de vitesse et de puissance du moteur.
It is none the less true that this increase in injection pressure, which depends on the speed of the engine, introduces difficult problems for the regulation of fuel injection, with a view to its proper use. . At low speed, the pump pressure is usually too low to fully lift the injection needle. In addition, the increase of effective pressure at the beginning of injection is also affected by the effect of capacity of the pressure chamber of the nozzle, where there is a certain amount of fuel.As soon as the needle is partially opened, the most of the fuel pressure opposite the seat of the injector is transformed into a speed with an internal vortex effect in the injector I1 remains only a small pressure margin convertible speed, at the exit of the holes of the injector, and the atomization thus obtained is very mediocre. These difficulties can be reduced with central-core injectors. A secondary pulverization effect is also produced by the inevitable rebound of the needle when it falls back into its seat.
With the high variat ions of the useful injection pressure, which are related to the speed of the engine, it is difficult to adapt the jet to the needs of the engine, and optimum injection conditions can thus be obtained only in a narrow range of speed and engine power.

D'autre part, la transmission de l'énergie de la pompe par des ondes de pression implique certains retards de réaction à ltextrémité des tuyauteries, et ceci complique encore une bonne adaptation de l'instant exact de l'injection, suivant les besoins instantanés du moteur au régime de fonctionnement considéré. Sur un moteur de forte puissance et de grande taille, le problème devient impossible à traiter, en raison de la longueur des conduites, et on a donc recours alors à des systèmes d'injecteurs compliqués, ou chaque injecteur est associé directement à une pompe séparée, pour canstituer un ensemble unitaire, monté sur la culasse de chaque cylindre du moteur. On the other hand, the transmission of the energy of the pump by pressure waves involves certain reaction delays at the end of the pipes, and this further complicates a good adaptation of the exact moment of the injection, according to the instantaneous needs. the engine at the operating speed considered. On a large, high-powered engine, the problem becomes unmanageable due to the length of the lines, so complicated injector systems are used, or each injector is directly associated with a separate pump. , to replace a unitary assembly, mounted on the cylinder head of each cylinder of the engine.

Pour obtenir une meilleure adaptation des systèmes d'injection connus à commande mécanique, en vue de mieux répondre aux besoins d'un moteur, on a proposé un dispositif électronique à effet indirect, pour commander la dose d'in- jection et l'instant précis de l'opération (DE OS 3 024 424
Al). Chaque injecteur comporte alors un organe détecteur à induction, pour déterminer le début et la durée de l'injection. Les signaux des détecteurs à induction sont envoyés avec d'autres paramètres de fonctionnement du moteur, à un bloc électronique de régulation qui actionne un électro-aimant pour régler le fonctionnement d'une pompe d'injection mécanique de type usuel. Mais ce système ne permet pas de commander correctement les opérations d'injection, qui ne sont pas satisfaisantes sur des plages étendues de fonctionnement du moteur en cause.
To obtain a better adaptation of the known injection systems with mechanical control, in order to better meet the needs of an engine, an indirect effect electronic device has been proposed for controlling the injection dose and the instantaneous precise description of the operation (DE OS 3,024,424
Al). Each injector then comprises an induction detector member, to determine the start and the duration of the injection. The signals of the induction sensors are sent together with other operating parameters of the motor, to an electronic control unit which actuates an electromagnet to regulate the operation of a mechanical injection pump of the usual type. But this system does not allow to properly control the injection operations, which are not satisfactory over extended operating ranges of the engine in question.

Pour éviter les problèmes liés au transit des ondes de pression du carburant, qui sont à la base de la plupart des difficultés des systèmes d'injection connus à commande mécanique, on peut utiliser des soupapes dpinjection dont l'aiguille est commandée directement par un dispositif électromagnétique. Dans ce cas, la chambre de pression de la soupape d'injection reçoit le carburant sous une pression de valeur constante, et les fluctuations de pression sont donc beaucoup moins importantes lorsque la soupape fonctionne; la course de l'aiguille en est donc peu influencée.Mais la réalisation d'un électro-aimant pour une telle soupape dtinjec- tion présente d'énormes difficultés, car il faut que cet électro-aimant soit assez rapide, et qu'il agisse efficacement malgré les efforts hydrauliques importants que subit l'aiguille d'injection; il faut aussi que la consommation d'énergie soit d un coût acceptable. To avoid the problems related to the transit of the fuel pressure waves, which are at the root of most of the difficulties of the known injection systems with mechanical control, it is possible to use injection valves whose needle is controlled directly by a device electromagnetic. In this case, the pressure chamber of the injection valve receives the fuel at a constant pressure, and therefore the pressure fluctuations are much smaller when the valve is operating; the stroke of the needle is therefore little influenced. But the realization of an electromagnet for such an injection valve presents enormous difficulties, because it is necessary that this electromagnet is fast enough, and that act effectively despite the significant hydraulic forces experienced by the injection needle; it is also necessary that the energy consumption is an acceptable cost.

A cause des difficultés liées à une commande directe de l'aiguille d'injection par un électro-aimant, on a proposé des systèmes de commande à deux étages (DE OS 2 914 966, DE OS 2 927 440). L'injecteur est alors pourvu d'un piston d'injection complémentaire, monté directement en regard du gicleur, et commandé hydrauliquement, à une pression relativement faible, de l'ordre de 100 à 300 bars. A cause de ce mode de transmission hydraulique, le débit dans la tuyauterie d'arrivée est augmenté, en fonction du taux de transmission. Le carburant est prélevé de manière discontinue sur la tuyauterie d'arrivée. I1 en résulte un débit intermittent qui provoque des oscillations de pression, avec une amplitude qui dépend presque uniquement de la vitesse d'arrivée du carburant.Par rapport à un injecteur à commande directe, et pour une même section de la tuyauterie d'alimentation, l'amplitude des oscillations de pression est donc augmentée dans une proportion qui correspond au rapport de transmission. Et en même temps, à cause de la pression qui est alors plus faible, l'amplitude relative augmente dans les mêmes proportions. Donc, pour une même section de tuyauterie et avec un rapport de transmission ayant une valeur normale de l'ordre de 5, l'amplitude des oscillations de pression est multipliée par 25. En prévoyant une capacité d'amortissement disposée directement dans l'injecteur, on ne peut atténuer qu'en partie ces oscillations de pression. Mais le principal inconvénient de ce système, par rapport au cas des injecteurs à commande directe, est d'être beaucoup plus onéreux à réaliser. Because of the difficulties associated with direct control of the injection needle by an electromagnet, two-stage control systems have been proposed (DE OS 2 914 966, DE OS 2 927 440). The injector is then provided with a complementary injection piston, mounted directly opposite the nozzle, and hydraulically controlled, at a relatively low pressure, of the order of 100 to 300 bar. Due to this mode of hydraulic transmission, the flow in the incoming piping is increased, depending on the transmission rate. Fuel is withdrawn intermittently from the incoming piping. This results in an intermittent flow which causes pressure oscillations, with an amplitude which depends almost entirely on the speed of arrival of the fuel. In relation to a direct-controlled injector, and for the same section of the supply piping, the amplitude of the pressure oscillations is thus increased in a proportion which corresponds to the transmission ratio. And at the same time, because of the pressure which is then lower, the relative amplitude increases in the same proportions. Therefore, for the same section of piping and with a transmission ratio having a normal value of the order of 5, the amplitude of the pressure oscillations is multiplied by 25. By providing a damping capacity arranged directly in the injector only these pressure oscillations can be mitigated. But the main disadvantage of this system, compared to the case of direct drive injectors, is to be much more expensive to achieve.

La demande de brevet allemand DE OS 2 949 393 décrit une soupape d'injection dont l'aiguille est commandée directement par un électro-aimant à armature hélicoldale ayant plusieurs enroulements excités en même temps. Pour réduire les effets de rebondissement, l'électro-aimant comporte deux éléments télescopiques , de profil conique, pour absorber par friction l'énergie cinétique en fin de course de fermeture. German patent application DE OS 2 949 393 describes an injection valve whose needle is controlled directly by a helicoidal electromagnet having several coils excited at the same time. To reduce the bouncing effects, the electromagnet comprises two telescopic elements, of conical profile, for frictionally absorbing the kinetic energy at the end of the closing stroke.

Grâce à la forme spéciale ainsi prévue, on obtient un circuit magnétique à paroi mince et à faible taux de pertes par courants de Foucault, avec une armature mobile légère qui permet d'avoir un mouvement rapide pour un effort magnétique important. En outre, grâce à la forme allongée de l'armature, assez peu soumise aux efforts latéraux, l'équipage mobile présente une bonne fiabilité. Thanks to the special shape thus provided, we obtain a thin-walled magnetic circuit with low eddy current loss, with a light moving armature that allows fast movement for a large magnetic force. In addition, thanks to the elongated form of the armature, relatively little subjected to lateral forces, the moving equipment has good reliability.

Pour obtenir avec cet électro-aimant des mouvements assez rapides de l'aiguille d'injection qu'il commande, il faut que la majeure partie de l'énergie d'induction magnétique arrive au moment voulu, dans un laps de temps très bref. Il faut donc disposer à cet effet, et dans un laps de temps très bref, d'une énergie électrique énorme. En régime soutenu, la consommation d'énergie électrique est plus forte que dans le cas où le circuit magnétique comporte une seule bobine, en proportion du nombre des bobines. En effet, l'excitation électrique nécessaire pour une induction donnée dépend surtout de la longueur de l'entrefer et non de la surface de l'entre- fer de travail. To obtain with this electromagnet fairly fast movements of the injection needle that it controls, it is necessary that the majority of the magnetic induction energy arrives at the desired moment, in a very short time. It is therefore necessary to have for this purpose, and in a very short period of time, a huge electrical energy. In steady state, the consumption of electrical energy is higher than in the case where the magnetic circuit comprises a single coil, in proportion to the number of coils. In fact, the electric excitation required for a given induction depends mainly on the length of the gap and not on the surface of the working space.

Tous comptes faits, ce circuit magnétique est onéreux à fabriquer, le bobinage du noyau est compliqué, et les entrefers multiples demandent des tolérances d'usinage très étroites. En outre, l'usure des cônes d'amortissement semble critique. All in all, this magnetic circuit is expensive to manufacture, core winding is complicated, and multiple air gaps require very narrow machining tolerances. In addition, the wear of the damping cones seems critical.

Pour simplifier la fabrication de l'électro-aimant et améliorer le rendement de la conversion d'énergie, il est intéressant d'utiliser un électro-aimant à un seul enroulement, pourvu qu'on obtienne ainsi un effort de manoeuvre suffisant, et une atténuation suffisante des pertes magnétiques et par courants de Foucault. Grâce à leur simplicité, les formes de révolution sont avantageuses.Les soupapes dtinjec- tion électromagnétiques connues que l'on va décrire maintenant comportent un électro-aimant à un seul enroulement
Ces soupapes d'injection électromagnétiques connues ont toutes un circuit magnétique fermé en matière solide, à faible hystérésis et à forte perméabilité, avec au moins un entrefer de travail qui fonctionne à l'ouverture; c'est dans ce circuit magnétique que se crée la majeure partie de l'effort mécanique responsable du mouvement de l'armature. Dans la suite de cet exposé, ces entrefers sont appelés entrefers de travail. Pour empêcher un collage de l'armature en position haute, sous l'effet du magnétisme rémanent, le circuit magnétique est réalisé de manière à laisser subsister un faible entrefer en position haute de l'armature. A cet effet, on limite mécaniquement la course de ltarmature, ou on prévoit un interstice radial autour de celle-ci. Dans ltexposé qui suit ces entrefers sont appelés entrefers résiduels. On peut obtenir le même résultat en appliquant sur l'armature et sur les pôles du circuit magnétique une couche de revêtement mince, d'une substance non magnétisable, qui améliore en même temps la résistance à l'usure et à la corrosion.
In order to simplify the manufacture of the electromagnet and to improve the efficiency of the energy conversion, it is advantageous to use a single-coil electromagnet provided that sufficient maneuvering force is obtained and sufficient attenuation of magnetic and eddy current losses. Because of their simplicity, the forms of revolution are advantageous. The known electromagnetic injection valves which will now be described comprise a single winding electromagnet.
These known electromagnetic injection valves all have a solid magnetic circuit closed, low hysteresis and high permeability, with at least one working gap that operates at the opening; it is in this magnetic circuit that most of the mechanical stress responsible for the movement of the armature is created. In the rest of this presentation, these gaps are called work gaps. To prevent sticking of the armature in the high position, under the effect of the residual magnetism, the magnetic circuit is made so as to leave a small gap in the upper position of the armature. For this purpose, the stroke of the armature is mechanically limited, or a radial interstice is provided around it. In the case that follows these gaps are called residual air gaps. The same result can be obtained by applying to the armature and to the poles of the magnetic circuit a layer of thin coating, of a non-magnetizable substance, which at the same time improves the resistance to wear and corrosion.

On sait qu'entre les surfaces lisses il se produit des forces d'adhésion d'ordre hydraulique. Pour atténuer cet effet d'adhésion hydraulique et améliorer la résistance à l'usure des surfaces en cause, il est recommandé (DE OS 3 013 694) d'assurer une rugosité de l'ordre de 0,5 micromètre à l'endroit des surfaces jointives du noyau ou de l'armature. L'une des deux surfaces jointives doit être aussi lisse que possible. L'explication complète des phénomènes physiques en jeu dans cet interstice sort des limites de notre exposé. It is known that between smooth surfaces hydraulic adhesion forces occur. To mitigate this effect of hydraulic adhesion and improve the wear resistance of the surfaces in question, it is recommended (DE OS 3,013,694) to ensure a roughness of the order of 0.5 micrometer at the location of contiguous surfaces of the core or armature. One of the two joined surfaces should be as smooth as possible. The complete explanation of the physical phenomena involved in this gap is beyond the scope of our exposition.

On pense en général que la section transversale des pièces polaires doit toujours être faible ou du moins pas augmen tée au voisinage des entrefers de travail. On obtient ainsi toujours à 1' en droit de chaque entrefer, en position haute de l'armature, une induction qui correspond au régime de saturation de la matière du circuit magnétique. Comme l'effort mécanique augmente en fonction du carré de l'induction dans I'entrefer, on obtient la valeur maximum possible de l'effort magnétique pour la saturation des pièces polaires, avec une valeur donnée de la section de ces pièces,
Pour assurer un dosage très précis de la quantité de carburant injectée à chaque manoeuvre de la soupape, il faut que le mouvement de l'armature comporte un faible taux de rebondissement.Dans une précédente demande de brevet, le
Demandeur a déjà exposé qu'on peut réduire le rebondissement d'une manière considérable, en disposant une masse additionnelle entre l'armature et son ressort de rappel, en adaptant l'un à l'autre le mouvement de l'armature et celui de la masse additionnelle, par un choix judicieux des valeurs des efforts et des masses en cause, pour assurer une dissipation de l'énergie cinétique de l'armature à la fin du premier cycle de rebondissement, grâce aux sens inverses des déplacements de l'armature et de la masse additionnelle à l'instant considéré (Demande de brevet allemand DE-A 3 314 899.6).
It is generally thought that the cross section of the pole pieces should always be small or at least not increased in the vicinity of the working gaps. Thus always obtained 1 right of each gap, in the upper position of the armature, an induction that corresponds to the saturation regime of the magnetic circuit material. As the mechanical force increases according to the square of the induction in the air gap, we obtain the maximum possible value of the magnetic force for the saturation of the polar pieces, with a given value of the section of these pieces,
To ensure a very precise dosage of the amount of fuel injected at each operation of the valve, it is necessary that the movement of the armature has a low bounce rate. In a previous patent application, the
Applicant has already stated that it is possible to reduce the bouncing in a considerable way, by placing an additional mass between the reinforcement and its return spring, by adapting the movement of the reinforcement and that of the reinforcement to one another. the additional mass, by a judicious choice of the values of the forces and the masses in question, to ensure a dissipation of the kinetic energy of the armature at the end of the first cycle of rebounding, thanks to the opposite directions of the displacements of the reinforcement and additional mass at the time considered (German Patent Application DE-A 3 314 899.6).

On a également exposé dans la demande précitée qu'en combinant à ce système de masse additionnelle un ressort de rappel dont la courbe présente une variation brusque, on obtient un mouvement à très faible taux de rebondissement, avec une durée de retour très brève. Certains pensaient cependant que la réalisation d'une soupape d'injection électromagnétique dotée d'un tel système combiné présentait des difficultés techniques considérables, en raison de la course extrêmement faible de l'armature, et qu'il était donc préférable d'adopter un ressort à caractéristique linéaire à très forte pente,
Le rendement de conversion de l'énergie électrique est souvent très fortement réduit par les pertes dues aus lignes de force qui passent en dehors de l'entrefer de travail, et par les pertes liées aux courants de Foucault.
It was also stated in the aforementioned application that by combining this additional mass system with a return spring whose curve exhibits a sudden variation, a very low rate of bounce is obtained with a very short return time. Some thought, however, that the realization of an electromagnetic injection valve equipped with such a combined system presented considerable technical difficulties, because of the extremely low travel of the armature, and that it was therefore preferable to adopt a spring with linear characteristic with very steep slope,
The conversion efficiency of the electrical energy is often greatly reduced by the losses due to the lines of force which pass outside the working gap, and by the losses related to the eddy currents.

On peut réduire fortement les pertes par courants de Foucault en utilisant des circuits magnétiques à parois minces. Quant aux pertes dues aux lignes de force inutiles, elles peuvent surtout être réduites par une configuration géométrique judidieuse des entrefers.Eddy current losses can be greatly reduced by using thin-walled magnetic circuits. As for the losses due to useless lines of force, they can especially be reduced by a geometrical configuration of the air gaps.

Dans le brevet britannique GB 1 459 598, et dans la demande de brevet européen EP 0 054 107 on a décrit une soupape d'injection électromagnétique comportant un circuit magnétique à paroi mince et une armature mobile de forme plate. Les soupapes d'injection électromagnétiques à armature plate ont un mouvement peu- satisfaisant et assez infidèle, à cause du guidage médiocre de cette armature. Et le rendement de conversion de l'énergie électrique est médiocre dans une telle soupape, car en position de fermeture les circuits magnétiques ont des pertes magnétiques importantes, en raison de leur double entrefer de travail, et de l'emplacement défavorable de ces entrefers, en-dessous de l'enroulement. In British Patent GB 1,459,598, and in European Patent Application EP 0 054 107 there is described an electromagnetic injection valve having a thin-walled magnetic circuit and a movable frame of flat shape. Electro-magnetic injection valves with flat reinforcement have an unsatisfactory and rather unfaithful movement because of the poor guiding of this reinforcement. And the conversion efficiency of the electrical energy is poor in such a valve, because in the closed position the magnetic circuits have significant magnetic losses, because of their double working gap, and the unfavorable location of these air gaps, below the winding.

Ainsi que le Demandeur l'a déjà exposé dans une autre demande de brevet, on peut améliorer nettement le guidage de l'armature et le rendement électromagnétique, par rapport au cas des circuits magnétiques à armature plate, en adoptant un circuit magnétique à paroi mince ayant une armature en cuvette (Demande de brevet allemand P 3 314 900.3).  As the Applicant has already stated in another patent application, it is possible to significantly improve the guiding of the armature and the electromagnetic efficiency, compared with the case of the flat-armored magnetic circuits, by adopting a thin-walled magnetic circuit. having a bowl frame (German Patent Application P 3 314 900.3).

Dans le cas d'un électro-aimant de taille relativement importante, on assure le guidage de l'armature en la suspendant à un tube de guidage à paroi mince. Les pertes dues aux lignes de force inutiles sont alors fortement réduites par rapport au cas d'un électro-aimant à armature plate, mais le taux de pertes magnétiques est encore considérable, en particulier avec de petits électro-aimants dont l'armature a une course relativement importante.In the case of an electromagnet of relatively large size, it ensures the guiding of the armature by suspending it to a thin-walled guide tube. Losses due to unnecessary force lines are then greatly reduced compared to the case of a flat-armature magnet, but the rate of magnetic losses is still considerable, especially with small electromagnets whose frame has a relatively important race.

Beaucoup de spécialistes pensent que dans un é lectro-aimant dont le circuit magnétique comporte un double entrefer de travail la vitesse de soulèvement est considérablement réduite, par rapport au cas d'un circuit magnétique à un seul entrefer de travail. C'est le cas par exemple d'un électro-aimant à armature plate, si on le compare à un électro-aimant à plongeur. En effet, pour une même valeur totale de la section des pièces polaires, et donc pour un même effort maximum, l'entrefer simple a une longueur double de 1'autre, alors que la surface des pièces polaires est divisée par deux. Donc, pour un même enroulement, l'induction du circuit magnétique est divisée par quatre, et le taux d'augmentation du courant d'excitation est quadruple.Ce point de vue était encore partagé par le Demandeur lorsqu'il a déposé sa demande de brevet allemand DE-A 3 314 900.3, et se trouve aussi par exemple dans la demande de brevet allemand DE-OS 3 149 916. Many specialists believe that in an electromagnet whose magnetic circuit has a double working gap, the lifting speed is considerably reduced, compared to the case of a magnetic circuit with a single working gap. This is the case for example of a electromagnet with a flat reinforcement, if one compares it to a plunger electromagnet. Indeed, for the same total value of the section of the pole pieces, and therefore for the same maximum effort, the single air gap has a double length of the other, while the surface of the pole pieces is divided by two. Therefore, for the same winding, the induction of the magnetic circuit is divided by four, and the rate of increase of the excitation current is fourfold. This view was still shared by the Applicant when he filed his application for German Patent DE-A 3,314,900.3, and is also for example in the German patent application DE-OS 3 149 916.

On obtient pour l'armature une masse particulièrement faible dans une soupape dtinjection ayant une armature sphérique. En général cette armature sphérique est montée en-dessous de l'enroulement de l'électro-aimant (Demandes de brevets européens EP 0 051 009, 0 007 724, 0 063 052). Ces soupapes dtinjection ont un taux élevé de pertes magnétiques. For the reinforcement, a particularly low mass is obtained in an injection valve having a spherical reinforcement. In general this spherical armature is mounted below the winding of the electromagnet (European Patent Applications EP 0 051 009, 007 724, 0 063 052). These injection valves have a high rate of magnetic losses.

Elles ont des pièces polaires de forme plane ou conique. Dans ces soupapes d'injection connues à pôles coniques, le noyau est fixé du côté opposé au pôle, ce qui entraîne des problèmes de centrage (demande de brevet allemand DE-OS 3 111 327)
Comme l'a proposé le Demandeur, on réduit sensiblement les pertes magnétiques en disposant l'entrefer de travail à l'in térieur de l'enroulement (Demande de brevet allemand 3 320 610.4). Dans la présente invention, on propose en outre de réaliser une partie du circuit magnétique en éléments en tôle mince, et de le monter dans un boltier en matière non magnétique, pour réduire les pertes par courants de Foucault.
They have pole pieces of flat or conical shape. In these known injection valves with conical poles, the core is fixed on the opposite side to the pole, which leads to problems of centering (German patent application DE-OS 3 111 327).
As proposed by the Applicant, the magnetic losses are substantially reduced by arranging the working gap within the winding (German Patent Application 3,320,610.4). In the present invention, it is furthermore proposed to produce a part of the magnetic circuit in thin sheet metal elements, and to mount it in a boltier made of non-magnetic material, in order to reduce the eddy current losses.

Dans la soupape d'injection proposée dans la demande de brevet européen O 007 724, l'armature sphérique est rappelée en position de fermeture par des efforts hydrauliques ce qui rend inutile un ressort de rappel. Cette soupape d'injection comporte un alésage central avec des fentes disposées radialement. En fin de course d'ouverture, l'arrivée au gicleur d'injection est en partie obturée par l'armature sphérique, et l'étranglement ainsi ménagé entre le passage d'arrivée et le reste de la zone qui entoure l'armature sphérique produit une différence de pression qui crée les efforts hydrauliques. Le circuit magnétique de cette soupape comporte un entrefer résiduel important, disposé dans le sens radial, dans lequel l'armature sphérique se centre sous l'action des efforts hydrauliques.Mais les oscillations hydrodynamiques empêchent l'établissement d'un écoulement stationnaire assez longtemps après le début du mouvement d'ouverture, et la moindre excentricité suffit à provoquer des efforts magnétiques défavorables, orientées dans le sens radial. C'est pourquoi on peut douter de la stabilité et de la fidélité du mouvement de l'armature de cette soupape électromagnétique. In the injection valve proposed in the European patent application 007 724, the spherical armature is returned to the closed position by hydraulic forces which makes a return spring unnecessary. This injection valve has a central bore with slots arranged radially. At the end of the opening stroke, the inlet to the injection nozzle is partially closed off by the spherical reinforcement, and the constriction thus formed between the arrival passage and the rest of the zone which surrounds the spherical reinforcement produces a pressure difference that creates the hydraulic forces. The magnetic circuit of this valve comprises a large residual gap, arranged in the radial direction, in which the spherical armature is centered under the action of the hydraulic forces. But the hydrodynamic oscillations prevent the establishment of a stationary flow long enough after the beginning of the opening movement, and the least eccentricity is enough to cause unfavorable magnetic forces, oriented in the radial direction. This is why one can doubt the stability and the fidelity of the movement of the armature of this electromagnetic valve.

Pour améliorer l'effet d'atomisation du carburant, dans le cas de 11 injection pratiquée dans la tubulure d'aspi- ration d'un moteur à explosion, on prévoit souvent un courant d'air secondaire autour du jet de carburant pulvérisé qui sort du gicleur d'injaction Ce courant d'air secondaire provient d'une dérivation en aval du filtre à air d'admission du moteur à explosion. La soupape d'injection est alors montée en aval du papillon d'étranglement de l'air d'admission, de sorte qu'on dispose de la différence de pression à l'endroit du papillon d'étranglement pour produire le courant d'air secondaire. Dans ces soupapes dtinjection connues, le courant d'air secondaire a sensiblement la même température que le courant d'air secondaire aspiré par le moteur. In order to improve the atomization effect of the fuel, in the case of injection into the suction pipe of an internal combustion engine, a secondary air stream is often provided around the jet of sprayed fuel coming out. This secondary air stream comes from a bypass downstream of the combustion engine intake air filter. The injection valve is then mounted downstream of the throttle valve of the intake air, so that the pressure difference at the throttle position is available to produce the air flow. secondary. In these known injection valves, the secondary air stream has substantially the same temperature as the secondary air stream sucked by the engine.

Ces soupapes d'injection connues ont un rendement électromagnétique médiocre. Cependant, pour obtenir des manoeuvres suffisamment rapides avec une faible consommation d'énergie, on utilise en général des circuits électroniques spéciaux pour commander ces soupapes, en excitant leur électro-aimant avec un à-coup énergique de courant pour assurer le soulèvement de l'aiguille d'injection, et en réduisant ensuite le courant efficace de l'enroulement, par exemple par des coupures modulées, jusqu'au niveau d'intensité beaucoup plus faible qui suffit pour maintenir provisoir-ement l'armature en position d'ouverture. On assure l'excitation directement à la tension du circuit de bord du véhicule considéré. These known injection valves have poor electromagnetic efficiency. However, in order to obtain sufficiently rapid maneuvers with low energy consumption, special electronic circuits are generally used to control these valves, by exciting their electromagnet with an energetic jolt of current to ensure the lifting of the injection needle, and then reducing the effective current of the winding, for example by modulated cuts, to the much lower intensity level which is sufficient to temporarily maintain the armature in the open position. The excitation is provided directly to the voltage of the on-board circuit of the vehicle under consideration.

Pour répondre à des exigences particulières d'ordre dynamique, on peut réaliser une excitation préalable, avant le cycle de manoeuvre proprement dit. Ces circuits de commande sont compliqués et contribuent à grever le prix de revient.To meet particular requirements of dynamic order, it can achieve prior excitation before the actual operating cycle. These control circuits are complicated and help to burden the cost.

On connait également d'après des brevets antérieurs des circuits prévus pour actionner des électro-aimants en assurant une excitation rapide, grâce à la décharge d'un condensateur.It is also known from prior patents circuits intended to actuate electromagnets ensuring fast excitation, by discharging a capacitor.

Jusqu'à présent, on n'a pas utilisé un circuit de ce genre pour commander une soupape d'injection électromagnétique.So far, such a circuit has not been used to control an electromagnetic injection valve.

Particularités de la soupape d'injection conforme à l'invention.Particularities of the injection valve according to the invention.

Dans la manoeuvre cyclique d'une soupape d'injection électromagnétique courante, on peut considérer quatre phases principales
Au cours de la première phase, qui suit immédiatement l'application du courant d'excitation, l'armature mobile ne bouge pas. Dans l'expose qui suit, on appelle cette première phase le retard à l'ouverture. Le mouvement de l'armature amorce dès que l'effort magnétique l'emporte sur l'effort mécanique antagoniste. Le laps de temps qui s'écoule entre le début du mouvement de l'armature et l'arrivée de celle-ci en fin de course d'ouverture s'appelle la durée dtouverture.
In the cyclic maneuver of a current electromagnetic injection valve, four main phases can be considered
During the first phase, which immediately follows the application of the excitation current, the moving armature does not move. In the following description, this first phase is called the opening delay. The movement of the armature starts as soon as the magnetic force overrides the mechanical counterforce. The time elapsed between the beginning of the movement of the armature and the arrival of it at the end of the opening stroke is called the duration of opening.

Dans les soupapes d'injection courantes, l'armature est rigidement liée à l'aiguille d'injection. Celle-ci effectue donc les mêmes mouvements que l'armature. Après coupure du courant d'exci-tationX le mouvement de retour de l'armature s'amorce avec un certain retard, en raison des courants de Foucault et de l'effet d'amortissement électrique de l'enroulement. Ce deuxième retard est appelé retard à la fermeture. Le mouvement de retour de l'armature s'amorce dès que l'effort mécanique de rappel l'emporte sur les efforts magnétiques adverses. Le laps de temps qui s'écoule jusqu'au retour de l'armature à sa position de repos s'appelle durée de fermeture.In common injection valves, the armature is rigidly connected to the injection needle. This one thus carries out the same movements as the frame. After the excitation current has been cut off, the return movement of the armature starts with a certain delay, because of the eddy currents and the electrical damping effect of the winding. This second delay is called delay to closure. The return movement of the armature starts as soon as the mechanical return force overrides the opposing magnetic forces. The time elapsed until the return of the armature to its rest position is called closing time.

Dans une soupape d'injection électromagnétique, au moins au début de l'excitation, on peut négliger l'effet de la résistance de l'enroulement sur l'allure de la courbe d'établissement de l'effort magnétique. Celui-ci est lent å s'établir, et au début du mouvement de l'armature, dans le sens de l'ouverture, celle-ci subit donc une accélération assez faible, car la marge d'effort moteur est encore mince. In an electromagnetic injection valve, at least at the beginning of the excitation, it is possible to neglect the effect of the resistance of the winding on the shape of the curve of establishment of the magnetic force. This is slow to establish, and at the beginning of the movement of the armature, in the direction of the opening, it therefore undergoes a rather low acceleration, because the margin of motor effort is still thin.

Ainsi, suivant l'effort de tarage du ressort de rappel, le début de la course de l'armature est assez lent, quoique déjà fonction du cube ou de la quatrième puissance du temps, environ. Il faut donc en général jusqu'à 75 70 de la durée d'ouverture pour que l'armature ait effectué le premier tiers de sa course.Thus, according to the tensioning effort of the return spring, the beginning of the armature stroke is quite slow, although it is already a function of the cube or the fourth power of time, approximately. It therefore takes in general up to 75 70 of the opening time for the armature to have completed the first third of its race.

Dans les soupapes d'injection à haute pression, au début du soulèvement de l'aiguille, il faut un effort-mo- teur très important pour vaincre l'effort hydrostatique qui applique l'aiguille sur son siège. Mais l'effort d'appui diminue très vite, dès le début du mouvement de l'aiguille, car il se produit une égalisation de pression en regard de la face de portage de l'aiguille, dès le début du soulèvement de celle-ci > et l'effort hydraulique s'en trouve fortement réduite C'est pourquoi l'effort moteur nécessaire pour soulever l'aiguille diminue rapidement quand la course augmente, jusqutà représenter seulement 10 à 20 % environ de effort d'ouverture. In the high-pressure injection valves, at the beginning of the lifting of the needle, a very great effort is required to overcome the hydrostatic force which applies the needle to its seat. But the support force decreases very quickly, from the beginning of the movement of the needle, because there is a pressure equalization opposite the carrying face of the needle, from the beginning of the lifting thereof > and the hydraulic force is greatly reduced This is why the motor force needed to lift the needle decreases rapidly when the stroke increases, until it represents only about 10 to 20% of opening force.

Pour commander l'aiguille des vannes d'injection électromagnétiques à haute pression d'un genre courant, il faut des électro-aimants extrêmement énergiques, capables de fournir un effort maximum largement supérieur à l'effort d'ouverture de 11 aiguille sollicitée par son ressort de rappel, afin de pouvoir manoeuvrer l'aiguille à un rythme assez rapide. En fin de course d'ouverture l'effort moteur de l'é- lectro-aimant dépasse de très loin effort mécanique antagoniste; il suffirait ainsi d'une faible pàrtie du travail de l'électro-aimant pour vaincre l'effort antagoniste. Mais à cause de cette marge excédentaire - très importante - de l'effort moteur de l'électro-aimant, la durée de retour est longue. En outre, même avec une excitation préalable de 1'enroulement, il fa ut fournir à celui-ci la majeure partie de
l'énergie électrique pendant la phase de soulèvement qui est courte. Finalement, avec la tension de bord d'un véhicule,
soit 12 V en général, il faut fournir des pointes d'intensité qui dépassent facilement 100 A.
In order to control the needle of high-pressure electromagnetic injection valves of a current kind, extremely energetic electromagnets are required, capable of providing a maximum force far greater than the needle-opening force required by its return spring, in order to be able to maneuver the needle at a fairly fast pace. At the end of the opening stroke, the motor force of the electromagnet goes far beyond the mechanical counterforce; it would thus be enough of a small part of the work of the electromagnet to overcome the antagonistic effort. But because of this excess margin - very important - of the motor force of the electromagnet, the return time is long. Moreover, even with prior excitation of the winding, it was able to provide the latter with the major part of
the electrical energy during the lifting phase which is short. Finally, with the edge voltage of a vehicle,
12 V in general, it is necessary to provide peaks of intensity which easily exceed 100 A.

Au contraire, dans la soupape d'injection conforme à l'invention, on utilise l'énergie cinétique de l'armature pour vaincre les efforts hydrauliques importants. A cet effet, on s'arrange pour que l'armature vienne heurter l'aiguille d'injection à une vitesse relativement élevée, après un déplacement qui correspond à environ 30 % de la course de
l'armature. Cette solution offre un certain nombre d'avant ges
I1 ngest plus nécessaire que l'effort magnétique maximum dépasse la valeur de l'effort hydraulique maximum qui maintient aiguille appliquée sur son siège. On peut donc utiliser des électro-aimants très petits dont l'armature a une masse de faible valeur.Deuxièmement, la durée du mouvement de l'aiguille d'injection est beaucoup plus courte que la durée du mouvement de l'armature dans le même sens. Il suffit donc d'appliquer à l'enroulement un effet d'excitation relativement lent pour obtenir déjà une manoeuvre d'ouverture suffisamment rapide de l'aiguille d'injection. On fait ainsi travailler l'électro-aimant en utilisant presque complètement les possibilités de celui-ci. Le mouvement d'ouverture de l'aiguille d'injection s'amorce avec une vitesse initiale importante, grâce à quoi la transformation de pression s'effectue pratiquement sans retard dans les trous du gicleur. On obtient ainsi une excellente qualité d'atomisation immédiatement après le début de l'injection.La durée de manoeuvre d'ouverture ainsi obtenue a une valeur typique de 0,2 ms environ, ce qui semble n'avoir jamais été égalé jusqu'à présent avec les vannes d'injection électromagnétiques de types connus. Malgré cette durée de manoeuvre d'ouverture très faible, les mouvements sont doux et très fidèles, avec une faible vitesse d'arrivée en bout de course d'ouverture. Ceci améliore donc les conditions de fatigue et d'usure des pièces en cause.
In contrast, in the injection valve according to the invention, the kinetic energy of the armature is used to overcome the large hydraulic forces. For this purpose, it is arranged for the armature to hit the injection needle at a relatively high speed, after a displacement that corresponds to about 30% of the stroke.
the armature. This solution offers a number of advanced
It is no longer necessary for the maximum magnetic force to exceed the value of the maximum hydraulic force which maintains the needle applied to its seat. We can therefore use very small electromagnets whose frame has a mass of low value. Second, the duration of the movement of the injection needle is much shorter than the duration of the movement of the armature in the same meaning. It is therefore sufficient to apply to the winding a relatively slow excitation effect to obtain a sufficiently fast opening maneuver of the injection needle. The electromagnet is thus made to work almost completely using the possibilities of the electromagnet. The opening movement of the injection needle starts with a large initial velocity, whereby the pressure transformation takes place almost without delay in the nozzle holes. This gives an excellent quality of atomization immediately after the start of the injection. The duration of opening operation thus obtained has a typical value of about 0.2 ms, which seems to have never been equal until present with the electromagnetic injection valves of known types. Despite this very short opening time, the movements are smooth and very faithful, with a low speed of arrival at the end of the opening stroke. This improves the conditions of fatigue and wear of the parts in question.

Pour obtenir des durées de retour de faible valeur, il convient de faire agir dans la course d'ouverture de 1'aiguille d'injection un système de ressort à masse additionnelle et à variation brusque de réaction élastique, comme exposé par le Demandeur dans sa demande antérieure de brevet allemand 3 314 900.3. Ce document prévoit une masse additionnelle montée entre l'armature et le ressort de rappel, avec un agencement tel que la masse supplémentaire se sépare de l'armature lorsque celle-ci est venue frapper l'aiguille, libérant ainsi l'armature de l'effort du ressort de rappel. In order to obtain low value return periods, an additional mass spring system with a sudden variation of elastic reaction, as explained by the Applicant in its application, must be actuated in the opening stroke of the injection needle. prior German patent application 3,314,900.3. This document provides an additional mass mounted between the armature and the return spring, with an arrangement such that the additional mass separates from the armature when it has struck the needle, thus releasing the armature of the armature. return spring force.

Ainsi, lorsque l'armature tend à rebondir, elle subit un effort magnétique largement prépondérant qui amortit son rebondissement. On choisit les valeurs en jeu dans ce système dynamique pour que le choc qui se produit ensuite entre l'armature et la masse additionnelle ait lieu avec des vitesses de rencontre dirigées en sens opposés, si bien que l'énergie cinétique de l'armature se trouve ainsi absorbée dans une large mesure. Cependant, on persistait à penser qu'un ressort de rappel à réaction très raide pourrait permettre d'obtenir un mouvement beaucoup plus fidèle qu'avec un ressort de rappel ayant une courbe de réaction à variation brusque.Mais depuis lors, on a pu montrer qu'avec un système comportant un reste sort de rappel à variation brusque, on peut réaliser des mécanismes dont les mouvements sont très fidèles, et trèsepeu sensibles à des imperfections mineures de fabrication, ou à l'effet de l'usure éventuelle. Par exemple, une variation d'environ 10 % de la zone d'action du ressort principal provoque sur la dwée-de manoeuvre â- la fermeture me variation d' environ 2% seule- ment, pour prendre un cas intéressant en pratique. C'est pourquoi il convient d'utiliser de préférence des ressorts à variation brusque, plus faciles à fabriquer, plutôt que des ressorts réaction linéaire raide.Thus, when the frame tends to bounce, it undergoes a largely preponderant magnetic effort that dampens its rebound. The values involved in this dynamic system are chosen so that the shock which then occurs between the armature and the additional mass takes place with opposite facing speeds, so that the kinetic energy of the armature thus found absorbed to a large extent. However, there was still the belief that a very stiff reaction spring could provide a much more accurate motion than a spring with a steep reaction curve. But since then, it has been possible to show that with a system comprising a remnant residue booster sudden change, one can achieve mechanisms whose movements are very faithful, and tréspeu susceptible to minor manufacturing imperfections, or the effect of possible wear. For example, a variation of about 10% in the area of action of the main spring will cause the closing time to vary by only about 2%, to take an interesting case in practice. For this reason, it is preferable to use springs with sudden variation, which are easier to manufacture, rather than steep linear reaction springs.

Dans le système proposé, l'effort de rappel du ressort principal est élevé, à peine inférieur à l'effort magnétique maximum, si bien que la manoeuvre de fermeture de l'aiguille d'injection peut alors s'effectuer presque sans retard, et avec une forte accélération initiale. Lorsque 1'~ aiguille d'injection est retombée en appui sur son siège, l'armature se sépare de l'aiguille pour poursuivre sa course pratiquement sans avoir ralenti, si bien qu'on dispose d'un effort excédentaire considérable pour amortir le rebondissement de l'aiguille. In the proposed system, the return force of the main spring is high, barely lower than the maximum magnetic force, so that the closing maneuver of the injection needle can then be carried out almost without delay, and with a strong initial acceleration. When the injection needle has fallen back on its seat, the armature separates from the needle to continue its course virtually without having slowed down, so that there is considerable excess effort to dampen the rebound. of the needle.

En outre, avec un ressort de rappel à variation brusque, on peut améliorer la fidélité du processus dtinjec- tion sur une série d'opérations successives. A ce sujet, il convient d'étudier abord l'effet perturbateur d'une fluctuation de la tension appliquée à l'électro-aimant de commande
Dans la dose élémentaire de carburant injectée à chaque opération, en fonction de la durée d'un signal électrique de commande, on peut considérer qu'il y a deux parties, correspondant respectivement à la quantité injectée au cours des phases d'écoulement en régime transitoire et à une autre quantité injectée en régime d'écoulement stabilisé, qu'on appelle "partie stationnaire".On règle en général 12 importance de cette partie stationnaire en faisant varier la course de l'aiguille dtinjection, pour modifier le débit d'écoulement à travers la soupape d'injection. Quant à la partie "non stationnaire" de la dose de carburant injectée à chaque manoeuvre de la soupape, elle dépend dans une large mesure du comportement dynamique de la soupape d'injection. On peut modifier ce comportement en faisant varier l'effort élastique du ressort de rappel. Dans une soupape d'injection courante, qui comporte un seul ressort de rappel, une variation de 1'effort élastique de ce ressort affecte à la fois le mouvement d'ouverture et le mouvement de fermeture. Si on augmente 1'effort élastique du ressort de rappel' la durée totale de la manoeuvre d'ouverture augmente et la durée totale de la manoeuvre de fermeture diminue. Comme ces deux effets ont des résultats opposés quant à la valeur de la dose de carburant injectée à chaque manoeuvre > on constate qu'une forte dispersion de l'effort de tarage du ressort de rappel est acceptable sur diverses soupapes d'injection d'un système. Mais en raison de cette forte dispersion de 11 effort de tarage des divers ressorts de rappel considérés, les quantités élémentaires débitées à chaque manoeuvre par les soupapes d'injection correspondantes ne seront identiques entre elles que pour une certaine valeur de la tension d'excitation, correspondant à la tension de réglage adoptée à l'origine pour ces soupapes.Si la tension d'excitation varie, il se produit donc une dispersion entre les quantités élémentaires débitées par ces soupapes d'injection, ce qui est indésirable bien entendu,
On obtient des résultats beaucoup plus favorables avec les soupapes d'injection ayant chacune un ressort de rappel à variation brusque de réaction, tel que proposées par le Demandeur.Dans ce cas, il suffit en effet dteffectuer un réglage de 11 effort du ressort de rappel comprimé en position haute de I'armature, ce qui est pratiquement sans effet sur l'effort du ressort de rappel détendu, dans la position qui correspond au début de la manoeuvre dçouverture. Mais pour l'allure de cette manoeuvre dtouverture, l'effort du ressort de rappel détendu en position basse de l'armature a un rôle absolument prépondérant.Ainsi, le réglage précité n'a une influence notable que sur la manoeuvre de retour, si bien que, même en cas de variation de la tension d'excitation, on obtient des variations uniformes de la dose d'injection sur toutes les soupapes considérées, et que les réactions du circuit de commande électronique peuvent être amenagées en conséquence.
In addition, with a stepless return spring, the fidelity of the injection process can be improved over a series of successive operations. In this regard, the disturbing effect of a fluctuation of the voltage applied to the control electromagnet should first be studied.
In the elementary dose of fuel injected at each operation, depending on the duration of an electrical control signal, it can be considered that there are two parts, corresponding respectively to the quantity injected during the steady-state flow phases. transient and another amount injected in stabilized flow regime, called "stationary portion" .It generally regulates 12 importance of this stationary part by varying the stroke of the injection needle, to change the flow of flow through the injection valve. As for the "non-stationary" part of the fuel dose injected at each maneuver of the valve, it depends to a large extent on the dynamic behavior of the injection valve. This behavior can be modified by varying the elastic force of the return spring. In a common injection valve, which has a single return spring, a change in the spring force of this spring affects both the opening movement and the closing movement. If the spring force of the return spring is increased, the total duration of the opening maneuver increases and the total duration of the closing maneuver decreases. Since these two effects have opposite results as to the value of the dose of fuel injected at each maneuver, it is found that a large dispersion of the biasing force of the return spring is acceptable on various injection valves of a system. But because of this strong dispersion of the setting effort of the various return springs considered, the elementary quantities delivered at each maneuver by the corresponding injection valves will be identical to each other only for a certain value of the excitation voltage, corresponding to the setting voltage originally adopted for these valves.If the excitation voltage varies, there is therefore a dispersion between the elementary quantities delivered by these injection valves, which is undesirable of course,
Much more favorable results are obtained with the injection valves, each having a return spring with a sudden reaction variation, as proposed by the Applicant. In this case, it suffices to perform a spring force adjustment of the return spring. compressed in the upper position of the armature, which has virtually no effect on the effort of the relaxed return spring, in the position corresponding to the beginning of the opening maneuver. But for the pace of this opening maneuver, the effort of the return spring relaxed in the low position of the armature has an absolutely preponderant role.Thus, the aforementioned setting has a significant influence on the return maneuver, if although, even if the excitation voltage is varied, uniform variations in the injection dose are obtained on all the valves in question, and the reactions of the electronic control circuit can be adjusted accordingly.

Jusqu'à présent, on avait pensé en général qutil fallait un effet de butée rigide, indéformable, pour réduire le rebondissement. Mais on a constaté qu'il est possible d'améliorer l'atténuation des rebonds avec des butées souples. I1 faut pourtant alors que la butée soit judicieusement étudiée pour avoir une fréquence naturelle située dans la zone vibratoire où le rebondissement de l'aiguille dtinjection et le déplacement de la butée associée s'effectuent en sens inverses. Faute de quoi, les rebonds augmenteront. En outre, avec une butée souple on réduit fortement l'effet d'impact et donc l'usure. Until now, it had generally been thought that a rigid, indeformable abutment effect was needed to reduce bouncing. But it has been found that it is possible to improve rebound damping with soft stops. However, the stop must be carefully studied to have a natural frequency located in the vibratory zone where the rebound of the injection needle and the displacement of the associated abutment are performed in opposite directions. Otherwise, the rebounds will increase. In addition, with a flexible stop the impact effect and therefore the wear are greatly reduced.

Dans les conditions proposées de fonctionnement dynamique, l'effort hydraulique maximum est supérieur à 1'effort magnétique maximum, et il faut que l'aiguille d'injection soit soumise de toutes parts à la pression du carburant.  Under the proposed dynamic operating conditions, the maximum hydraulic force is greater than the maximum magnetic force, and the injection needle must be subjected to fuel pressure everywhere.

Bien entendu, on pourrait séparer le haut et le bas de l'aiguille d'injection par un guidage étroitement ajusté, en compensant alors par un ressort hélicoïdal l'effort hydrostatique résiduel en position d'ouverture de l'aiguille. Mais avec ce système, on aurait des efforts de soulèvement fortement variables suivant les variations de pression du carburant, et donc une fidélité très médiocre des mouvements d'ouverture. En outre, l'étanchéité de aiguille d'injection demande un ajustage de très grande précision, et en cas d'excentricité de l'effort du ressort hélicoïdal, l'aiguille d'injection subirait des efforts perturbateurs considérables.Of course, it would be possible to separate the top and the bottom of the injection needle by a closely adjusted guide, thereby compensating for the residual hydrostatic force in the open position of the needle by a helical spring. But with this system, one would have highly variable lifting forces depending on the fuel pressure variations, and therefore a very poor fidelity of the opening movements. In addition, the injection needle seal requires a very high precision adjustment, and in case of eccentricity of the helical spring force, the injection needle would undergo considerable disruptive forces.

Si les pièces en mouvement sont exposées à la pleine valeur de la pression du carburant, il faut réaliser en conséquence les diverses surfaces en jeu, d'une manière spéciale, en particulier dans une soupape d'injection à haute pression. Lorsque deux surfaces lisses sont appliquées l'une sur l'autre, le film de carburant qui existe dans l'interstice correspondant tend à se déplacer, au point de permettre un contact intime entre les pièces considérées, en particulier si la pression d'appui est élevée. Ce phénomène est appelé
ci-après collage hydraulique. Donc si les pièces mobiles de la soupape d'injection qui sont prévues pour venir en butée l'une sur l'autre ont à cet endroits surfaces lisses, on risque d'avoir entre ces surfaces un collage énergique dès la première manoeuvre, au point d'empêcher les manoeuvres suivantes.
If the moving parts are exposed to the full value of the fuel pressure, the various surfaces involved must be carried out in a special way, in particular in a high-pressure injection valve. When two smooth surfaces are applied to each other, the film of fuel that exists in the corresponding gap tends to move, to the point of allowing an intimate contact between the parts considered, especially if the pressure of support is high. This phenomenon is called
hereinafter hydraulic bonding. So if the moving parts of the injection valve that are intended to abut one another have smooth surfaces at this point, there is a risk of having between these surfaces an energetic bonding from the first maneuver, to the point to prevent the following maneuvers.

Une étude minutieuse des phénomènes hydrauliques en jeu dans les plages de contact entre pièces mobiles montre que l'écoulement qui se produit en un tel endroit peut être divisé en plusieurs phases
Au cours de la première phase, qui correspond à la fermeture encore incomplète de l'interstice, l'écoulement est presque uniquement soumis à des efforts d'accélération.
A careful study of the hydraulic phenomena involved in the contact areas between moving parts shows that the flow that occurs in such a place can be divided into several phases.
During the first phase, which corresponds to the still incomplete closure of the gap, the flow is almost exclusively subject to acceleration efforts.

Par rapport aux autres genres d'efforts, l'importance des efforts de réaction d'ordre mécanique est faible et négligeable. Au fur et à mesure de la fermeture de l'interstice, l'écoulement est le siège d'une déperdition énergie d'importance croissante, en raison de l'énergie cinétique du li quide qui se trouve repoussé. Cette énergie cinétique, presque entièrement absorbée par effet de turbulence, assure un amortissement perceptible du mouvement des pièces venant en appui l'une sur l'autre. L'effort de réaction mécanique augmente comme le carré de la vitesse de rapprochement des surfaces d'appui, et aussi comme l'inverse du carré de l'inters- tice correspondant.Pour des interstices annulaires, 1 1effort de réaction varie comme le cube de l'inverse de la cote d'écartement, et pour des surfaces rondes la variation est proportionnelle à la quatrième puissance du diamètre.Compared to other types of effort, the importance of mechanical response efforts is small and negligible. As the gap is closed, the flow is the seat of a loss of energy of increasing importance, due to the kinetic energy of the liquid which is repelled. This kinetic energy, almost entirely absorbed by the effect of turbulence, provides a perceptible damping of the movement of the parts bearing on one another. The mechanical reaction force increases as the square of the approach velocity of the bearing surfaces, and also as the inverse of the square of the corresponding interspecies. For annular interstices, the reaction stress varies as the cube from the reciprocal of the pitch dimension, and for round surfaces the variation is proportional to the fourth power of the diameter.

Lorsque l'interstice devient très étroit, les forces de frottement finissent par devenir prépondérantes dans l'écoulement Elles augmentent en fonction linéaire de la vitesse de rapprochement, et comme l'inverse du cube de la valeur de l'interstice. Vers la fin du mouvement de rapprochement, la résistance de frottement au sein du liquide est très importante à cause de l'étroitesse du passage, et l'évacua- tion du liquide s'en trouve fortement contrariée. Si à ce moment la vitesse de rapprochement des deux surfaces n1a pas été sérieusement ralentie par lteffet d'amortissement précédent, il se produit une augmentation de dépression extrêmement importante au sein du liquide entre les deux faces d'appui. When the gap becomes very narrow, the friction forces eventually become predominant in the flow They increase in linear function of the speed of approximation, and as the inverse of the cube of the value of the gap. Towards the end of the movement of approach, the friction resistance in the liquid is very important because of the narrowness of the passage, and the evacuation of the liquid is strongly thwarted. If at this time the approach speed of the two surfaces has not been seriously slowed down by the previous damping effect, there is an extremely large increase in negative pressure in the liquid between the two bearing faces.

Et cette augmentation de pression se combine à la compressibilité du liquide, pour provoquer une inversion de mouvement, presque sans pertes. Le Demandeur emploie pour ce phénomène l'expression de phase d'élasticité liquide". Au cours de cette phase, il peut se produire des pressions atteignant plusieurs milliers de bars, même dans une soupape d'injection à basse pression0
Après cette inversion du mouvement, le volume de l'interstice augmente. Dans le cas d'un interstice entre deux faces parallèles et lisses, l'arrivée du liquide venant de l'extérieur est insuffisante pour suivre le mouvement et 1'écoulement s'interrompt. En raison de la diminution locale de la pression, l'air dissous dans le carburant se dégage et des phénomènes de cavitation apparaissent.
And this increase in pressure combines with the compressibility of the liquid, to cause a reversal of movement, almost without losses. The Applicant employs the term "liquid elastic phase" for this phenomenon. "During this phase, pressures up to several thousand bar may occur even in a low pressure injection valve.
After this reversal of movement, the volume of the gap increases. In the case of an interstice between two parallel and smooth faces, the arrival of the liquid coming from the outside is insufficient to follow the movement and the flow is interrupted. Due to the local decrease in pressure, the air dissolved in the fuel is released and cavitation phenomena appear.

Avec un interstice ayant un profil approprié pour assurer une alimentation suffisante en liquide, on peut évi ter le collage hydraulique et l'interruption de l'écoulement. With a gap having a suitable profile to ensure a sufficient supply of liquid, it is possible to avoid hydraulic bonding and interruption of the flow.

Dans cette étude des écoulements hydrauliques en jeu dans l'interstice, les équations de Navier-Stokes qui sont applicables en dynamique des fluides donnent des équations différentielles non linéaires compliquées, qu'on ne peut traiter que par des procédés numériques. Cgest pourquoi il n'est possible d'énoncer des règles précises de dimensions que pour un cas déterminé.In this study of the hydraulic flows involved in the interstice, the Navier-Stokes equations which are applicable in fluid dynamics give complicated nonlinear differential equations, which can only be processed by numerical methods. Cgest why it is possible to state precise rules of dimensions only for a given case.

En général, on obtient des conditions hydrauliques favorables lorsque l'une des deux surfa-ces d'appui associées en butée a été usinée à la meule de l'intérieur vers l'extérieur dans le sens de l'écoulement, avec une rugosité de 1 à 5 micrometres environ, alors que 1' autre surface a subi un traitement approprié, par exemple par polissage, pour être bien lisse. La zone de portage de la surface usinée à la meule ne doit pas dépasser 10 , Pour réduire l'usure, on durcit les deux surfaces appui, de préférence par nitruration. Les sillons d'abrasion orientés dans la direction de l'écoulement permettent l'évacuation des fragments minuscules susceptibles de se détacher, de manière à ne pas entraver ensuite l'écou- lement du liquide. In general, favorable hydraulic conditions are obtained when one of the two abutting abutting surfaces is milled from the inside outwards in the direction of flow, with a roughness of About 1 to 5 micrometers, while the other surface has undergone appropriate treatment, for example by polishing, to be smooth. The bearing area of the milled surface should not exceed 10. To reduce wear, the two bearing surfaces are hardened, preferably by nitriding. The abrasion grooves oriented in the direction of the flow allow the evacuation of the tiny fragments which can be detached, so as not to hinder the flow of the liquid.

Une autre solution possible pour empêcher un collage hydraulique consiste à donner à l'une des faces appui une forme épanouie, en collerette, en cuvette ou en membrane, avec une légère élasticité, pour obtenir un portage annulaire sur l'autre face appui lorsque l'interstice a disparu. Lorsque les efforts d'appui changent, les faces d'appui associées en butée peuvent se séparer l'une de l'autre,leurs profils en regard se détachant alors l'un de l'autre d'abord en bordure puis progressivement vers l'intérieur dans le sens de ltécou- lement, de manière à favoriser l'arrivée du liquide dans 1'interstice.On peut améliorer les effets d'interaction entre les pièces en cause en donnant une forme de profil légèrement cambré à l'une des deux faces associées en butée, Si les surfaces d'appui associées sont bombées, il faut choisir la fréquence naturelle des pièces mobiles en cause, en les adaptant l'une à ltautre, comme déjà indiqué, pour obtenir un effet de choc avec des mouvements instantanés de sens opposés.  Another possible solution to prevent a hydraulic bonding is to give one of the support faces a loose shape, flange, bowl or membrane, with a slight elasticity, to obtain an annular bearing on the other side support when the interstice is gone. When the support forces change, the support faces associated abutment can separate from one another, their profiles facing then detaching from each other first edge and then gradually to interior in the direction of the flow, so as to favor the arrival of the liquid in the interstice. The interaction effects between the parts in question can be improved by giving a slightly arched profile shape to one of the two associated faces in abutment, If the associated bearing surfaces are curved, it is necessary to choose the natural frequency of the moving parts in question, by adapting them to each other, as already indicated, to obtain a shock effect with movements snapshots of opposite meanings.

On peut également donner à l'une des deux surfaces d'appui associées un profil en chanfrein, pour que la section de l'interstice aille en augmentant du centre vers l'extérieur. L'angle d'obliquité correspondant ne doit pas dépasser 1", et meme avoir habituellement une valeur beaucoup plus faible. Avec des interstices intéressant des surfaces de grandes dimensions, on peut ainsi obtenir un effet d'amortissement énergique en fin du mouvement d'ouverture, afin de supprimer le rebondissement qui se produit alors. It is also possible to give one of the two bearing surfaces associated a chamfer profile, so that the section of the gap goes increasing from the center to the outside. The corresponding angle of obliquity must not exceed 1 ", and even have a much lower value.With interstices interesting large surfaces, one can thus obtain a strong damping effect at the end of the movement of opening, in order to suppress the bouncing that occurs then.

Les autres effets hydrauliques associés au déplacement des pièces mobiles de la soupape d'injection ont très peu d'importance, pourvu qu'on ait prévu des passages de section suffisante pour les équilibrages de pression. Ceci paralt dû au fait que les anomalies de pression s'équilibrent à la vitesse du son au sein du carburant. Par contre, les pièces individuelles, ont me vitesse maximum très faible, de l'ordre de 1 à 2 m/sec, si bien qu'il suffit de s'en tenir aux effets hydrostatiques pour étudier les effets des mouvements de ces pièces au sein du carburant liquide, sauf en ce qui concerne les phénomènes hydrodynamiques en jeu dans les interstices des faces d'appui as
sociées en butée.
The other hydraulic effects associated with moving the moving parts of the injection valve are of very little importance, provided that passages of sufficient cross-section are provided for the pressure equalizations. This is due to the fact that the pressure anomalies are balanced at the speed of sound within the fuel. On the other hand, the individual parts have a very low maximum speed, of the order of 1 to 2 m / sec, so that it suffices to stick to the hydrostatic effects to study the effects of the movements of these parts on within the liquid fuel, except for the hydrodynamic phenomena involved in the interstices of the
companies in abutment.

Bien entendu, des oscillations hydrodynamiques intenses peuvent se produire, mais elles ont peu dtinfluence sur les mouvements des diverses pièces mobiles de la soupape d'injection. On peut avoir recours à ces oscillations pour agir judicieusement sur l'opération d'injection. Mais il faut vérifier que ces oscillations se produisent seulement à lten- droit du gicleur d'injection, sans induire aucun effet de couplage dans les tuyauteries de liaison montées entre les diverses soupapes d'injection du moteur considéré. I1 faut en effet stabiliser la pression du carburant dans tout le système en amont des soupapes d'injection en évitant de compromettre la fidélité des opérations d'injection assurées par chaque soupape.A cet effet, on peut avantageusement prévoir des éléments compressibles au voisinage immédiat du gicleur d'injection ou de l'obturateur de chaque soupape. Of course, intense hydrodynamic oscillations can occur, but they have little influence on the movements of the various moving parts of the injection valve. These oscillations can be used to act judiciously on the injection operation. But it must be verified that these oscillations occur only at the inlet of the injection nozzle, without inducing any coupling effect in the connecting pipes mounted between the various injection valves of the engine in question. It is indeed necessary to stabilize the fuel pressure throughout the system upstream of the injection valves by avoiding compromising the fidelity of the injection operations performed by each valve. For this purpose, it is advantageous to provide compressible elements in the immediate vicinity. injection nozzle or shutter of each valve.

Comme l'amplitude des oscillations de pression dépend direc tement de la vitesse d'écoulement du carburant, il faut donner aux passages d'arrivée du carburant vers chacune des soupapes d'injection une section aussi forte que possible.Since the amplitude of the pressure oscillations depends directly on the flow velocity of the fuel, the fuel supply passages to each of the injection valves must be given as large a section as possible.

Dans les soupapes d'injection à basse pression, prévues pour assurer l'injection du carburant dans la tubulure d'aspiration du moteur, on peut améliorer la qualité d'atomisation du carburant en prévoyant un courant d?air d'atomisation, d'une manière connue. Dans les soupapes d > injec- tion connues du genre en question, le courant d'air d'atomisation provient d'une dérivation prise en aval du filtre à air d'admission du moteur. La soupape d'injection est montée en aval du papillon d'étranglement de îTair d'admission du moteur; on profite ainsi de la différence de pression créée par le papillon pour faire circuler le courant d'air d'atomisation.Mais à pleine ouverture du papillon, la différence de pression disparait a peu près complètement, et le courant d'air de circulation est pratiquement interrompu. In the low pressure injection valves provided for fuel injection into the engine intake manifold, the atomization quality of the fuel can be improved by providing a stream of atomizing air, such as a known way. In the known injection valves of the kind in question, the atomizing air stream comes from a bypass taken downstream of the intake air filter of the engine. The injection valve is mounted downstream of the throttle valve of the engine intake air; this is to take advantage of the pressure difference created by the throttle to circulate the atomizing air flow. But when the throttle fully opens, the pressure difference disappears almost completely, and the circulation air flow is practically interrupted.

Par contre, lorsque le papillon est ouvert le courant d'air d'admission est intense, et provoque une chute de pression notable à endroit du filtre à air d'admission. On the other hand, when the throttle is open, the intake air current is intense, and causes a significant pressure drop at the intake air filter.

Ainsi, la tubulure d'aspiration du moteur est le siège d'une dépression suffisante par rapport à 11extérieur, au moins pendant des périodes importantes du cycle de fonctionnement du moteur, et on peut utiliser cette dépression pour obtenir un courant d'air d'atomisation ayant une vitesse élevée. Avec une dépression de 50 millibars par exemple, on peut déjà avoir un courant d'air de quelque 100 m/s, et cette vitesse permet d'améliorer l'atomisation de manière très satisfaisan- te.Thus, the suction pipe of the engine is the seat of sufficient vacuum with respect to the outside, at least during important periods of the operating cycle of the engine, and it can be used to obtain an air flow of atomization having a high speed. With a depression of 50 millibars, for example, it is possible to have a current of air of some 100 m / s, and this speed makes it possible to improve the atomization in a very satisfactory manner.

On peut également utiliser la dépression de la tubulure d'aspiration du moteur à pleine ouverture du papillon en faisant arriver le courant d'air d'atomisation à partir dtun filtre à air séparé, réservé au courant d'air d'atomisation. Cette disposition est particulièrement intéressante, car les dépressions importantes de la tubulure d'aspiration sont liées aux vitesses élevées de l'air de combustion, et donc à un effet d'étranglement important à l'endroit du filtre d'air d'admission du moteur, tandis qu'à l'endroit du filtre réservé à l'air d'atomisation l'effet d'étranglement tend alors à diminuer, car la vitesse du courant d'air d'atomisation est plus faible.Une solution particulièrement simple et efficace consiste à disposer le filtre séparé du courant d'air d'atomisation directement sur la soupape d'injection, en faisant passer le courant d'air d'atomisation à travers la zone de la soupape où se trouve 1? enroulement de l'é- lectro-aimant, ce qui permet en même temps d'améliorer le refroidissement de cet enroulement. It is also possible to use the depression of the suction pipe of the engine when the throttle is fully open by causing the atomizing air flow to arrive from a separate air filter, reserved for the atomizing air stream. This arrangement is particularly interesting because the large depressions of the suction pipe are related to the high speeds of the combustion air, and therefore to a significant throttling effect at the location of the intake air filter of the motor, while at the location of the atomizing air filter the throttling effect tends to decrease, because the speed of the atomizing air current is lower.A particularly simple solution and effective is to arrange the separate filter of the atomizing air stream directly on the injection valve, passing the atomizing air stream through the valve area where the valve is located. winding of the electromagnet, which at the same time makes it possible to improve the cooling of this winding.

On peut améliorer encore de manière importante l'effet d'atomisation du carburant et donc le rendement du moteur en chauffant l'air d'atomisation. A cet effet, on peut prévoir un échangeur de chaleur, constitué par exemple par un serpentin enroulé en hélice, que l'on dispose directement dans le courant des gaz chauds d'échappement du moteur. On place cet échangeur de chaleur entre le filtre à air et le dispositif atomiseur. Ainsi, lorsque le papillon est fermé, l'air de combustion qui arrive au moteur est constitué presque uniquement d'air d'atomisation à haute température. On assure ainsi un excellent effet de nébulisation du carburant dont les condensations sur la tubulure d'admission sont réduites en conséquence.La température élevée de l'air d'admission réduit le délai d'allumage du moteur à puissance réduits, ce qui améliore donc le rendement du moteur. En améliorant ainsi la combustion dans le moteur on peut étendre la plage de fonctionnement en mélange pauvre et réduire ainsi les émissions polluantes. Quand on ouvre alors progressivement le papillon, le courant d'air d'atomisation à haute température se trouve mélangé à une proportion croissante d'air froid, de sorte que la température de l'air de combustion diminue. Ceci permet de conserver une marge suffisante par rapport à la limite de détonation du moteur. A pleine ouverture du papillon, l'échauffement de l'air de combustion est négligeable, en raison de la faible proportion d'air d'atomisation.Mais on obtient encore à ce régime une forte amélioration de l'effet d'atomisation, à cause de la température élevée de l'air d'atomisation. D'autre part, la vitesse du courant d'air d'atomisation est fortement augmentée par l'é- chauffement de l'air, en particulier aux faibles différences de pression, car une augmentation de température de l'air pour une meme différence de pression provoque toujours une forte augmentation de la vitesse d'écoulement. En outre, comme le mélange carburé ainsi obtenu est très bien adapté aux besoins du moteur, la plage à prévoir pour le réglage du point d'allumage est beaucoup plus étroite. Le chauffage de l'air d'atomisation peut cependant donner lieu à des problèmes sérieux en ce qui concerne l'injection, en raison des bulles de vapeur qui tendent à se former au sein du carburant dans la soupape d'injection.Pour éviter l'apparition de ces bulles de vapeur, il est donc toujours nécessaire de prévoir une protection calorifuge de la soupape d'injection parrapport au dispositif d'atomisation, et d'assurer un refroidissement supplémentaire de la soupape d'injection, en y faisant circuler un courant de carburant frais. The effect of atomization of the fuel and thus the efficiency of the engine can be further significantly improved by heating the atomizing air. For this purpose, it is possible to provide a heat exchanger, constituted for example by a coil wound in a helix, which is arranged directly in the stream of hot engine exhaust gases. This heat exchanger is placed between the air filter and the atomizer device. Thus, when the throttle valve is closed, the combustion air that arrives at the engine consists almost exclusively of high temperature atomizing air. This ensures an excellent fogging effect of the fuel whose condensations on the intake manifold are reduced accordingly. The high temperature of the intake air reduces the ignition time of the engine at reduced power, which therefore improves the efficiency of the engine. By thus improving the combustion in the engine, the operating range can be extended to a lean mixture, thereby reducing pollutant emissions. When the throttle valve is then opened gradually, the high temperature atomizing air stream is mixed with an increasing proportion of cold air, so that the temperature of the combustion air decreases. This makes it possible to maintain a sufficient margin with respect to the limit of detonation of the engine. At full opening of the throttle, the heating of the combustion air is negligible, because of the low proportion of atomizing air.But we still obtain at this regime a strong improvement of the atomization effect, at because of the high temperature of the atomizing air. On the other hand, the speed of the atomizing air stream is greatly increased by the heating of the air, especially at low pressure differences, since an increase in air temperature for the same difference pressure always causes a sharp increase in the flow velocity. In addition, since the fuel mixture thus obtained is very well adapted to the needs of the engine, the range to be provided for the setting of the ignition point is much narrower. The heating of the atomizing air can, however, give rise to serious problems with regard to the injection, because of the vapor bubbles which tend to form within the fuel in the injection valve. the appearance of these vapor bubbles, it is therefore always necessary to provide a heat-insulating protection of the injection valve in connection with the atomizing device, and to ensure additional cooling of the injection valve, by circulating a fresh fuel flow.

Aux puissances élevées, les performances des moteurs à explosion sont limitées par l'apparition des phénomènes de détonation. Sur les moteurs modernes on évite les effets de détonation en réduisant l'avance à l'allumage, en fonction des réactions d'un détecteur de détonation. Mais en réduisant l'avance à l'allumage, on réduit aussi le rendement du moteur. Or en injectant de l'eau dans le moteur on peut en améliorer le rendement aux régimes de grande puissance, car on réduit ainsi fortement les températures extrêmes de combustion sans sacrifice sur le rendement intrinsèque de la combustion dans le moteur. Cette réduction des températures de pointe permet une forte réduction du taux d'oxydes d'azote, e t en général on peut éviter ainsi d'avoir à réduire 1'avance à l'allumage. On peut même d'habitude l'augmenter.On peut obtenir une excellente adaptation des caractéristiques de fonctionnement du moteur en injectant de l'eau à basse pression dans la tubulure d'aspiration du moteur, au moyen d'une soupape d'injection électromagnétique asservie à un détecteur de détonation. Grâce à cette disposition, on réduit la consommation d'eau, et comme l'injection d'eau n'a lieu qu'aux régimes de forte puissance, et donc à forte température du moteur, l'eau ne risque pas de se condenser dans le moteur et il n'y a pas de risque de corrosion. I1 n'y a pas lieu de stipuler des conditions particulières quant à la qualité de pulvérisation de l'eau, car celle-ci entre forcément dans le moteur en gouttelettes assez grosses, pour se vaporiser seulement en fin de compression et pendant la combustion. At high powers, the performance of internal combustion engines is limited by the appearance of detonation phenomena. On modern engines the effects of detonation are avoided by reducing the ignition advance, depending on the reactions of a detonation detector. But by reducing the ignition advance, it also reduces the efficiency of the engine. Or by injecting water into the engine can improve its performance at high power regimes because it greatly reduces the extreme combustion temperatures without sacrifice on the intrinsic efficiency of combustion in the engine. This reduction in peak temperatures allows for a large reduction in the nitrogen oxides, and in general it is possible to avoid having to reduce the ignition rate. It can even be increased. An excellent adaptation of the operating characteristics of the engine can be obtained by injecting low pressure water into the suction pipe of the engine, by means of an electromagnetic injection valve. slave to a detonation detector. With this arrangement, it reduces the water consumption, and as the water injection takes place at high power regimes, and therefore at high temperature of the engine, the water is not likely to condense in the engine and there is no risk of corrosion. There is no need to stipulate special conditions as to the quality of spray water, because it necessarily enters the engine in droplets large enough to vaporize only at the end of compression and during combustion.

I1 suffit donc pour l'alimentation d'une simple cuve à flotteur associée à un gicleur, comme dans un carburateur, avec une électro-vanne de débit asservie au détecteur de détonation
Des essais effectués par le Demandeur ont montré qu'avec une injection d'eau la combustion s'effectue pratiquement sans résidus, et qu'on évite ainsi à peu près complètement des dépôts de résidus de combustion dans le moteur.
It is therefore sufficient for the supply of a simple float tank associated with a nozzle, such as in a carburettor, with a solenoid valve controlled by the detonation detector.
Tests carried out by the Applicant have shown that with an injection of water, the combustion takes place practically without residues, and thus almost completely avoids deposits of combustion residues in the engine.

En outre, l'emploi du système d'injection en question sur un moteur à explosion permet une suralimentation par compresseur d'admission presque illimitée, jusqu'aux limites pratiques de résistance mécanique du moteur. Dans un moteur à compresseur de suralimentation l'injection d'eau se pratique toujours en amont du compresseur, afin d'améliorer l'atomisation par brassage et d'améliorer aussi le rendement du compresseur.In addition, the use of the injection system in question on an internal combustion engine allows almost unlimited intake compressor overcharging, up to the practical limits of mechanical strength of the engine. In a supercharger engine water injection is always practiced upstream of the compressor, to improve the atomization by stirring and also improve the efficiency of the compressor.

Même avec des moteurs à explosion de type courant, l'injection d'eau permet d'utiliser des carburants à très faible indice d'octane, sans sacrifice sur le taux de compression du moteur0 On obtient une excellente adaptation des caractéristiques du moteur en prévoyant une injection d'eau associée au système d'atomisation à air chaud que l'on a décrit plus haut. Even with standard-type combustion engines, the injection of water makes it possible to use fuels with a very low octane number, without sacrificing the compression ratio of the engine. An excellent adaptation of the characteristics of the engine is obtained by providing a water injection associated with the hot air atomization system described above.

Pour avoir une bonne fidélité quant au dosage précis de la quantité élémentaire de carburant débitée à chaque manoeuvre d'une soupape dtinjection, il est obligatoire d'étalonner les soupapes d'injection habitùellement avec du carburant. La production de soupapes d'injection à basse pression est fortement simplifiée si on effectue cet étalonnage acda$air. En ce qui oen- cerne la "partie stationnaire" définie plus haut pour la quantité élémentaire de carburant débitée à chaque manoeuvre de la soupape, on obtient des conditions identiques d'écoulement pour ltair et pour le carburant, si on opère à une même valeur du nombre de Reynolds.En outre, en opérant avec de l'air, il faut une vitesse d'écoulement largement subsonique pour avoir des conditions comparables. il suffit donc d'une différence de pression de quelque dizaine de mbars pour réaliser l'écoulement de l'air. Mais dans les conditions ambiantes, la viscosité cinématique de l'air est beaucoup plus forte que celle du carburant. On peut réduire la viscosité cinématique de l'air en augmentant la pression. En--général une pression d'air de 5 à 10 bars est suffisante, c'est donc une valeur très supérieure à celle d'une soupape d'injection de carburant à basse pression, qui fonctionne entre 0,7 et 3 bars environ. In order to have a good fidelity as to the accurate metering of the elementary quantity of fuel delivered at each maneuver of an injection valve, it is obligatory to calibrate the injection valves usually with fuel. The production of low pressure injection valves is greatly simplified if this acda $ air calibration is performed. With regard to the "stationary part" defined above for the elementary quantity of fuel discharged at each operation of the valve, identical conditions of flow for air and for fuel are obtained if the same value is used. In addition, operating with air requires a largely subsonic flow rate to have comparable conditions. it is therefore sufficient for a pressure difference of some ten mbar to achieve the flow of air. But under the ambient conditions, the kinematic viscosity of the air is much higher than that of the fuel. The kinematic viscosity of the air can be reduced by increasing the pressure. In general, an air pressure of 5 to 10 bar is sufficient, it is therefore a much higher value than a low pressure fuel injection valve, which operates between 0.7 and 3 bars approximately .

La manoeuvre d'ouverture d'une soupape d'injection est en général fortement influencée par les effets hydrostatiques. C'est pourquoi l'étalonnage d'une soupape d'injection, en ce qui concerne la partie "non stationnaire" de la dose d'injection, directement liée au comportement dynamique de la soupape, doit s'effectuer à une pression d'air qui correspond à la pression d'injection du carburant. Ce faisant, on ne tient pas compte évidemment des effets d?amortissement du carburant sur la manoeuvre de la soupape, ni des effets des oscillations hydrodynamiques. Cependant on retrouve bien ainsi les bouts de course des diverses phases de mouvement, qui ont le plus d'importance pour la partie "non stationnaire11 de la dose d'injection.Avec ce procédé d'étalonnage, on peut tenir compte des écarts possibles en introduisant des coefficients de correction appropriés. Pour mesurer les déplacements de l'armature et étudier son mouvementé on peut avoir recours à des cellules photo-électriques, par exemple, ou se référerJaux réactions électrodynamiques de tension dans lten- roulement de ltélectro-aimant.  The opening maneuver of an injection valve is generally strongly influenced by the hydrostatic effects. This is why the calibration of an injection valve, as regards the "non-stationary" part of the injection dose, directly related to the dynamic behavior of the valve, must be carried out at a pressure of air that corresponds to the fuel injection pressure. In doing so, the effects of damping the fuel on the operation of the valve and the effects of the hydrodynamic oscillations are obviously not taken into account. However, we find well the running tips of the various phases of movement, which have the most importance for the "non-stationary" part of the injection dose.With this calibration method, we can take into account the possible differences in introducing appropriate correction coefficients To measure the displacements of the armature and to study its movement one can resort to photocells, for example, or refer to the electrodynamic reactions of voltage in the leaning of the electromagnet.

Dans la soupape d'injection proposée, on utilise énergie cinétique de l'armature pour vaincre l'effort d'ou lerture, et ceci permet d'avoir pour l'aiguille d'injection des durées de manoeuvre d'ouverture assez brèves, avec des durées relativement longues pour le mouvement de l'armature dans le même sens. Ceci demande une faible augmentation du taux d'induction dans le circuit magnétique. Dans ces conditions, le taux de pertes par courants de Foucault est égale ment très faible, et on peut donc avoir un circuit magnétique à paroi relativement mince0 Avec ce faible taux de pertes, on divise environ par dix la valeur de l'intensité maximum d'alimentation, par rapport à une soupape électromagnéti- que courante. In the proposed injection valve, the kinetic energy of the armature is used to overcome the force of the opening, and this makes it possible to have short opening times for the injection needle, with relatively long durations for the movement of the frame in the same direction. This requires a small increase in the induction rate in the magnetic circuit. Under these conditions, the rate of eddy current losses is also very low, and one can therefore have a relatively thin-walled magnetic circuit. With this low loss rate, the value of the maximum intensity is divided by approximately ten. power supply, compared to a current solenoid valve.

En théorie, et pour une même valeur initiale de l'inductance, l'allure d'établissement de effort magnétique ne dépend pas du fait que l'électro-aimant ait un entrefer de travail simple, ou un double entrefer0 En effet, tout dépend en principe de l'énergie accumulée qui correspond au champ magnétique et de la course de l'armature. Pour une durée de fonctionnement donnée, la consommation d'énergie électrique dépend donc uniquement de la valeur initiale de l'inductance de ltélectro-aimant, en négligeant la résistance de l'enrou- lement. In theory, and for the same initial value of the inductance, the magnetic stress setting pace does not depend on the fact that the electromagnet has a simple working gap, or a double gap0 Indeed, everything depends in principle the accumulated energy that corresponds to the magnetic field and the stroke of the armature. For a given operating time, the electric power consumption therefore depends solely on the initial value of the inductance of the electromagnet, neglecting the resistance of the winding.

Avec un électro-aimant à double entrefer de travail, il faut multiplier par quatre le nombre de tours de ltenroulement d'excitation pour avoir la même inductance que dans un aimant à un seul entrefer de travail. Donc, pour un même trajet de courant et une même densité de courant, il faut aussi multiplier par quatre la section de l'enroulement. With an electromagnet with a double working gap, the number of turns of the excitation winding must be multiplied by four to have the same inductance as in a magnet with a single working gap. Therefore, for the same current path and the same current density, the section of the winding must also be multiplied by four.

En outre, la section des pâles est réduite de moitié, et la longueur totale de entrefer est doublée. Tout cela augmente donc fortement la réluctance du circuit magnétique, et donc le taux de pertes magnétiques de ltélectro-aimant. Or ltef- fort magnétique diminue en fonction du carré du taux de pertes, si bien que les pertes magnétiques ont une grande importance pour le comportement dynamique. Les pertes magnétiques augmentent l'inductance de l'enroulement et réduisent fortement l'effort magnétique en régime de saturation, en position basse de l'armature.In addition, the section of the blades is reduced by half, and the total length of gap is doubled. All this greatly increases the reluctance of the magnetic circuit, and therefore the rate of magnetic losses of the electromagnet. However, the magnetic loss decreases with the square of the loss rate, so that the magnetic losses are of great importance for the dynamic behavior. The magnetic losses increase the inductance of the winding and strongly reduce the magnetic stress in saturation regime, in the low position of the armature.

D'autre part, dans un électro-aimant à double entrefer de travail, les pertes par courants de Foucault sont réduites environ des trois quarts, puisque ltépaisseur de paroi du circuit magnétique est deux fois plus faible. Pour avoir un taux de pertes par courants de Foucault suffisamment bas, il faut que la paroi du circuit magnétique ait une épaisseur de 0,5 à 1 mm au maximum.  On the other hand, in a double working-gap electromagnet, the eddy current losses are reduced by about three quarters, since the wall thickness of the magnetic circuit is twice as small. To have a sufficiently low rate of eddy current losses, the wall of the magnetic circuit must have a thickness of 0.5 to 1 mm maximum.

Mais avec un circuit magnétique à paroi aussi mince, dans une soupape d'injection de dimensions eourantes, en position basse de l'armature, la résistance magnétique des entrefers est beaucoup plus forte que celle qui existe entre le noyau et la culasse. I1 se forme donc un champ intense de fuites, qui court-circuite les entrefers.Dans les soupapes d'injection à basse pression dont l'électro-aimant comporte une armature plate, ce champ de fuites peut représenter par exemple, pour un circuit magnétique de dimensions courantes, jusqu'à 75 % du flux total, ce qui réduit d'autant le rendement de conversion d'énergie dans l'électro-aimant Or le comportement dynamique de ltélectro-aimant dépend surtout de la vitesse d'établissement du champ magnétique en début d'attraction, et il est donc très important de réduire le champ de fuites pour obtenir des mouvements rapides, avec un faible taux de pertes. Pour obtenir des rendements favorables il faut avoir recours à certaines configurations spéciales pour les pièces polaires.Avec de faibles valeurs des sections polaires, il est intéressant utiliser des électroaimants à un seul entrefer de travail, à cause de leur réluctance réduite. il faut alors que l'entrefer de travail soit situé sensiblement au centre de l'enroulement car il existe en cet endroit une concentration des lignes de force permettant une conversion d'énergie à un faible taux de pertes. Avec les électro-aimants à double entrefer de travail, on ob tient le meilleur rendement avec une armature en coupelle, dont le.profil épouse celui de l'enroulement, et dont les pôles sont disposés de manière à recouvrir chacun environ un quart de l'enroulement (Demande de brevet allemand 3 314 900.3).  But with a thin-walled magnetic circuit, in a current-size injection valve, in the lower position of the armature, the magnetic resistance of the air gaps is much greater than that which exists between the core and the cylinder head. It is thus formed an intense field of leaks, which bypasses the gaps.In the low pressure injection valves whose electromagnet comprises a flat armature, this field of leakage may represent for example, for a magnetic circuit of current dimensions, up to 75% of the total flux, which reduces by the same efficiency of energy conversion in the electromagnet Or the dynamic behavior of the electromagnet depends mainly on the speed of establishment of the field magnetic at the beginning of attraction, and it is therefore very important to reduce the field of leaks to obtain fast movements, with a low rate of losses. To obtain favorable yields, it is necessary to use certain special configurations for the pole pieces. With small values of the polar sections, it is advantageous to use electromagnets at a single working gap, because of their reduced reluctance. it is then necessary that the working gap is located substantially in the center of the winding because there exists in this place a concentration of the lines of force allowing a conversion of energy at a low rate of losses. With electromagnets with a double working gap, the best performance is obtained with a cup-shaped frame, whose profile matches that of the winding, and whose poles are arranged so as to cover about a quarter of winding (German Patent Application 3,314,900.3).

Avec des enroulements de forme allongee, on obtient alors une réduction de l'ordre de 75 % pour le champ de fuites, par rapport au cas d'un électro-aimant à armature plate, avec la même valeur de section polaire et un enroulement de même dimensions. Avec cette disposition des pâles, on obtient un rendement aussi bon que dans un électro-aimant à simple entrefer de travail disposé au centre de l'enroulement, mais on profite alors d'une section polaire réduite de moitié, ce qui réduit donc fortement les pertes par courants de Foucault pour une meme valeur de l'effort magnétique.With elongated form windings, a reduction of about 75% is obtained for the leakage field, compared to the case of a flat-armored electromagnet, with the same polar section value and a winding of same dimensions. With this arrangement of the blades, one obtains a performance as good as in an electromagnet with a simple working gap arranged in the center of the winding, but one then takes advantage of a polar section reduced by half, which thus strongly reduces the eddy current losses for the same value of the magnetic force.

Dans les électro-aimants à armature en coupelle, on éprouve des difficultés pour assurer l'étanchéité et la fixation de ltenroulement. A cet égard, il est intéressant d'utiliser un circuit magnétique à double entrefer de travail, dans lequel le pôle extérieur de l'armature est constitué par un collier de faible diametre. Des électro-aimants de ce genre sont décrits dans la demande de brevet allemand OS 3 149 916 et dans la demande de brevet européen 0 076 459. In cup-inset electromagnets, difficulties are encountered in sealing and fixing the coil. In this respect, it is advantageous to use a magnetic circuit with a double working gap, in which the outer pole of the armature is constituted by a collar of small diameter. Electromagnets of this type are described in German Patent Application OS 3,149,916 and in European Patent Application 0 076 459.

Dans les deux cas, il s'agit d'électro-aimants ayant une armature courte, et dont les pôles sont situés en-dessous de l'enroulement, ctest-à-dire avec un champ de pertes important.In both cases, these are electromagnets having a short armature, and whose poles are located below the winding, that is to say with a large loss field.

En particulier dans le cas de la soupape d'injection décrite dans la demande de brevet allemand OS 3 149 916, il semble qu'avec un circuit magnétique à paroi relativement épaisse il soit difficile d'avoir une amélioration par rapport aux soupapes d'injection connues à simple entrefer de travail. La solution en question a pourtant un avantage, car l'effort d'attraction s'y établit à peu près sans composante transversale, même si l'armature est suspendue avec une légère excentricité, ce qui est toujours possible.Particularly in the case of the injection valve described in German patent application OS 3 149 916, it appears that with a relatively thick wall magnetic circuit it is difficult to have an improvement over the injection valves known to simple working gap. The solution in question, however, has an advantage because the attraction force is established almost without transverse component, even if the frame is suspended with a slight eccentricity, which is always possible.

Avec ces électro-aimants, on obtient de bien meilleurs rendements, en disposant le pôle intérieur au-dessus du centre de l'enroulement. On a un effort d'attraction maximum lorsque les sections polaires ont sensiblement la même valeur, et en disposant le pole intérieur sensiblement à hauteur du quart supérieur de l'enroulement. Pour les soupapes d'injection à basse pression de dimensions appropriées, il suffit souvent d'avoir un effort d'attraction de faible valeur, que l'on peut obtenir avec un seul entrefer de travail et un circuit magnétique dont la paroi a une épaisseur de 1'ordre de 0,5 mm. Là encore, un entrefer double est intéressant pour assurer la suspension de l'armature sans composante transversale.A cet effet, on peut augmenter fortement la section du pôle extérieur, afin de réduire-la réluctance de l'entrefer correspondant et donc réduire le champ de fuites. With these electromagnets, much better yields are obtained by placing the inner pole above the center of the coil. We have a maximum attraction force when the polar sections have substantially the same value, and placing the inner pole substantially at the height of the upper quarter of the winding. For low-pressure injection valves of appropriate dimensions, it is often sufficient to have a low-value attraction force, which can be obtained with a single working gap and a magnetic circuit whose wall has a thickness of the order of 0.5 mm. Again, a double air gap is interesting to ensure the suspension of the armature without transverse component.For this purpose, we can increase the section of the outer pole, in order to reduce-the reluctance of the corresponding gap and thus reduce the field leaks.

Avec cette configuration, on obtient le meilleur rendement en disposant le pôle intérieur sensiblement au centre de 1' enroulement.With this configuration, the best performance is obtained by arranging the inner pole substantially in the center of one winding.

Avec des efforts mécaniques antagonistes de faible valeur et une armature très légère, il suffit d'avoir un effort d'attraction également faible. Donc, dans une soupape d'injection à basse dépression, à la différence des solutions habituellement adoptées, on peut aller jusqutà agrandir la section polaire par rapport à la section courante du circuit magnétique, afin de réduire la réluctance des entrefers et donc le champ de fuites, en réduisant du même coup les pertes par courants de Foucauît Avec une telle configuration, on obtient une conversion d'énergie à peu près sans pertes. Pour les mêmes conditions de fatigue thermique et d'inductance que dans un électro-aimant classique, cette réluctance réduite permet d'avoir des enroulements beaucoup plus petits, avec un faible nombre de tours.Mais d'autre part, avec les dimensions habi tulles, la section polaire n'est pas supérieure à celle du reste du circuit magnétique, afin d'avoir un faible champ de fuites, et ceci donne en régime de saturation des efforts d'attraction importants, très supérieurs à l'effort antagoniste et entrainant donc une durée importante pour la manoeuvre de retour. On cherche à réduire cette durée en réduisant l'intensité de maintien avec un dispositif électronique. Au contraire, avec la solution proposée, on peut utiliser des circuits d'actionnement simples sans artifice de réduction de l'intensité de maintien, et la dynamique du système est améliorée du même coup.En outre, la solution proposée permet aussi d'effectuer une modification simple, pour améliorer les soupapes d'injection électromagnétiques déjà en usage, car il suffit alors de réduire Ia section du noyau au-dessus du pôle par un simple perçage. With antagonistic mechanical forces of low value and a very light reinforcement, it is sufficient to have an equally weak attraction force. Thus, in a low-pressure injection valve, unlike the solutions usually adopted, it is possible to go up to enlarge the polar section relative to the current section of the magnetic circuit, in order to reduce the reluctance of the gaps and therefore the field of view. leaks, thereby reducing losses by currents of Foucauît With such a configuration, we obtain a conversion of energy with almost no losses. For the same conditions of thermal fatigue and inductance as in a conventional electromagnet, this reduced reluctance makes it possible to have much smaller windings, with a low number of turns. But on the other hand, with the usual dimensions. , the polar section is not greater than that of the rest of the magnetic circuit, in order to have a low leakage field, and this gives in the saturation regime significant attraction forces, much higher than the antagonistic and driving force therefore a significant time for the return maneuver. It is sought to reduce this duration by reducing the intensity of maintenance with an electronic device. On the contrary, with the proposed solution, it is possible to use simple actuation circuits without artifice for reducing the sustaining intensity, and the dynamics of the system is improved at the same time. In addition, the proposed solution also makes it possible to perform a simple modification, to improve the electromagnetic injection valves already in use, because it is then enough to reduce the section of the core above the pole by a simple drilling.

On peut obtenir une autre réduction importante du champ de fuites des circuits magnétiques de dimensions habituelles, en particulier sur des petites soupapes d'injection électromagnétiques, en ménageant de grandes ouvertures dans la jupe du circuit magnétique de révolution, qui entoure complètement l'enroulement. Ce faisant, on augmente la réluctance entre la jupe et le noyau, ce qui a pour effet de réduire l'intensité du champ de fuites.  Another significant reduction in the leakage field of magnetic circuits of usual dimensions can be obtained, especially on small electromagnetic injection valves, by providing large openings in the skirt of the magnetic revolution circuit, which completely surrounds the winding. In doing so, the reluctance between the skirt and the core is increased, which has the effect of reducing the field strength of leaks.

Dans les soupapes d'injection à haute pression, pour obtenir des efforts d'attraction suffisants, il faut prévoir des sections polaires importantes, l'entrefer correspondant ayant ainsi une faible réluctance. Grâce aux dispositions proposées plus haut, on peut réduire encore davantage le champ de fuites, au point d'obtenir un rendement électromagnétique assez élevé, même avec des matériaux de perméabilité très faible. On peut ainsi utiliser des matériaux composites comportant une poudre à faible hystérésis qui est enrobée de matière plastique isolante. Ces matériaux ont une résistance électrique élevée, qui empêche à peu près complètement l'apparition de courants de Foucault. Mais en général leur perméabilité relative maximum ne peut guère dépasser une valeur de 200 à 300.Avec ces matériaux, on peut réaliser des circuits magnétiques compacts, de solidité suffisante, à même de supporter des pressions élevées. Pour avoir une suspension fiable de l'armature, on fixe celle-ci à un tube de guidage allongé et à paroi mince qui sert en même temps de butée, pour ne pas soumettre ce matériau magnétique relativement tendre à des contraintes excessives. L'armature peut être réalisée par emboutissage en même temps que le tube de guidage, pour constituer une seule pièce avec celui-ci. Pour augmenter le flux magnétique, on peut confectionner le tube à paroi mince dans un matériau à faible hystérésis, durci par nitruration pour améliorer sa résistance à l'usure.Ce traitement de durcissement affecte à peine les qualités de faible hyste-resis. Avec des enroulements ayant une résistance suffisante en compression, on peut comprimer directement le matériau magnétique autour de l'enroulement, ce qui facilite ltenrobage étanche de celui-ci, en simplifiant la fabrication. In the high-pressure injection valves, to obtain sufficient attraction forces, it is necessary to provide important polar sections, the corresponding air gap thus having a low reluctance. Thanks to the provisions proposed above, it is possible to further reduce the leakage field, to the point of obtaining a fairly high electromagnetic efficiency, even with materials of very low permeability. It is thus possible to use composite materials comprising a low hysteresis powder which is coated with insulating plastics material. These materials have a high electrical resistance, which almost completely prevents the appearance of eddy currents. But in general their maximum relative permeability can hardly exceed a value of 200 to 300. With these materials, one can achieve compact magnetic circuits, of sufficient strength, able to withstand high pressures. To have a reliable suspension of the armature, it is fixed to an elongated thin-walled guide tube which serves at the same time abutment, not to subject this relatively soft magnetic material to excessive stresses. The reinforcement can be made by stamping together with the guide tube, to form a single piece therewith. To increase the magnetic flux, the thin-walled tube can be made from a low hysteresis material, nitrided hardened to improve its wear resistance. This hardening treatment hardly affects the low-hysteresis qualities. With windings having a sufficient compressive strength, the magnetic material can be compressed directly around the winding, which facilitates tight sealing of the material, simplifying manufacture.

Pour réaliser des soupapes à injection à haute pression, les enroulements classiques à fil bobiné conviennent mal. I1 suffit en effet de prévoir un petit nombre de tours par conséquent en un petit nombre de niveaux pour ces enroulements pour les faibles inductances qui sont nécessaires. Entre les extrémités de ces niveaux, il apparaît des maxima d'induction, en particulier en raison des extra-courants de rupture, et 1 > l'isolant du fil bobiné peut alors en souffrir. Les enroulements constitués avec un ruban mince sont beaucoup plus intéressants, car ils supportent des contraintes mécaniques et électriques bien plus élevées. Pour une production en grande série, ces enroulements en ruban bobiné sont aussi moins coûteux que les enroulements en fil bobiné.Pour réaliser ces enroulements, on peut prendre par exemple un ruban mince d'aluminium anodisé en surface, avec lequel une couche isolante intermédiaire est superflue. On peut également supprimer la monture profilée avec un tel enroulement, au profit d'une meilleure utilisation du volume d'encombrement disponible. De préférence, cet enroulement subit une imprégnation de matière plastique sous vide, ce qui améliore sa solidité. Les contacts aux extrémités peuvent être assurés par exemple au moyen de douilles fendues dans le sens de la longueur, ce qui améliore encore la solidité de l'ensem- ble. On peut aussi rabattre les extrémités du ruban conducteur, en les mettant en saillie à angle droit par rapport aux spires.Avec un enroulement qui présente ainsi une solidité suffisante, il est intéressant de l'enrober directement avec le matériau magnétique composite à base de poudre, en effectuant au besoin plusieurs opérations. To make high-pressure injection valves, conventional coiled wire windings are poorly suited. It is sufficient to provide a small number of turns therefore a small number of levels for these windings for the small inductances that are necessary. Between the ends of these levels, induction maxima appear, especially because of the extra-breaking currents, and the insulator of the wound wire can then suffer. The windings made with a thin ribbon are much more interesting because they withstand much higher mechanical and electrical stresses. For mass production, these coiled ribbon windings are also less expensive than windings wound wire. To achieve these windings can be taken for example a thin strip of anodized aluminum surface, with which an intermediate insulating layer is superfluous. It is also possible to remove the profiled frame with such a winding, in favor of a better use of the volume of space available. Preferably, this winding is impregnated with plastic under vacuum, which improves its strength. The contacts at the ends can be provided for example by means of sockets slit lengthwise, which further improves the solidity of the set. It is also possible to fold down the ends of the conductive strip, by projecting them at right angles to the turns. With a coil which thus has sufficient strength, it is advantageous to coat it directly with the magnetic composite material based on powder. , performing several operations as needed.

Si le volume de logement de 11 enroulement doit être scellé de manière étanche, il est intéressant d'utiliser pour l'enroulement une monture profilée en céramique. On utilise alors de préférence les nouveaux matériaux céramiques à grande résistance mis au point pour les fabrications de moteurs et de turbines. Pour améliorer la résistance mécanique de la monture profilée, il est bon d'enrouler le ruban sur sa monture en tendant au maximum le ruban, afin d'introduire un effet de précontrainte dans la monture. If the winding housing volume is to be sealed, it is advantageous to use a ceramic profile mount for winding. The novel high strength ceramic materials developed for the manufacture of engines and turbines are preferably used. To improve the mechanical strength of the profiled mount, it is good to wind the tape on its mount by stretching the tape to the maximum, to introduce a preload effect in the frame.

On va maintenant décrire à titre d'exemples quelques modes de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels
- la Figure 1 représente une soupape d'injection électromagnétique à haute pression conforme à l'invention;
- les Figures 2a, 2b, 2c, sont des graphiques pour expliquer le fonctionnement de la soupape de la Figure 1, au cours de son mouvement de soulèvement; la Figure 2a indiquant les efforts en jeu, alors que la Figure 2b représente la variation de vitesse de l'armature, et la Figure 2c le mouvement de la masse additionnelle de la soupape;
- les Figures 3a, 3b, 3c, sont des schémas de détail d'un électro-aimant interne à double entrefer, prévu pour un mode de réalisation avantageux de la soupape conforme à l'invention;
- les Figures 4a et 4b sont des schémas de détail d'un électro-aimant perfectionné pour la soupape d'injection conforme à l'invention;
- la Figure 5 représente une soupape d'injection à basse pression, pour des moteurs à explosion où l'injection s' effectue dans la tubulure d'aspiration;
- la Figure 6 est un schéma des efforts en jeu dans la soupape de la Figure 5;
- la Figure 7 représente une soupape d'injection électromagnétique à armature sphérique;;
- la Figure 8 représente une soupape d'injection électromagnétique à armature sphérique, comportant un dispositif atomiseur;
- la Figure 9 représente une soupape d'injection électromagnétique pourvue d'un dispositif atomiseur à air chaud;
- la Figure 10 est un schéma des circuits de commande d'une pompe d'injection à réglage indirect;
- la Figure lla est un schéma d'un circuit de commande associé à deux soupapes d'injection électromagnétique;
- la Figure llb est un schéma d'un autre circuit de commande pour un nombre quelconque d'électro-aimants.
Some embodiments of the invention will now be described by way of example, with reference to the appended drawings, in which
- Figure 1 shows a high pressure electromagnetic injection valve according to the invention;
- Figures 2a, 2b, 2c are graphs for explaining the operation of the valve of Figure 1, during its lifting movement; Figure 2a showing the forces involved, while Figure 2b shows the speed variation of the armature, and Figure 2c the movement of the additional mass of the valve;
3a, 3b, 3c are detailed diagrams of a double-gap internal electromagnet provided for an advantageous embodiment of the valve according to the invention;
- Figures 4a and 4b are detailed diagrams of an improved electromagnet for the injection valve according to the invention;
- Figure 5 shows a low-pressure injection valve, for combustion engines where the injection takes place in the suction pipe;
- Figure 6 is a diagram of the forces involved in the valve of Figure 5;
FIG. 7 represents a spherical electromagnetic injection valve;
FIG. 8 represents a spherical electromagnetic injection valve comprising an atomizer device;
FIG. 9 represents an electromagnetic injection valve provided with a hot air atomizer device;
FIG. 10 is a diagram of the control circuits of an indirectly adjustable injection pump;
FIG. 11a is a diagram of a control circuit associated with two electromagnetic injection valves;
Figure 11b is a diagram of another control circuit for any number of electromagnets.

La Figure I représente une soupape d'injection à haute pression conforme à l'invention On en explique ci-après le fonctionnement, en se référant à un mouvement cyclique caractéristique, dont la phase de soulèvement est étudiée dans la Figure 2. FIG. 1 shows a high-pressure injection valve according to the invention. The operation is explained below, with reference to a characteristic cyclical movement, the lifting phase of which is studied in FIG. 2.

La soupape d'injection de la Figure 1 comporte un électro-aimant dont le circuit magnétique, en matière composite en poudre, estconstitué par un noyau 19, une culasse 21 et une armature 23. L'enroulement 18 est logé dans un support profilé en céramique 20. Le noyau 19 s'étend presque jusqu'à l'extrémité inférieure du support 20 de l'enroulement, pour soutenir mécaniquement celui-ci. On peut donc utiliser une matière céramique de solidité relativement faible pour réaliser le support 20 de l'enroulement. Le circuit magnétique ne comporte qu'un seul entrefer de travail, afin d'obtenir une surface polaire aussi grande que possible.C'est pourquoi, malgré la position du pôle de travail, situé en-dessous de l'enroulement, ce qui est défavorable en principe et malgré la faible perméabilité magnétique du matériau de i'électro- aimant, on obtient des taux de fuite d'une valeur encore acceptable. Grâce au faible diamètre du pôle latéral, la face inférieure du support de l'enroulement est complètement recouverte. Ceci permet d'appliquer à l'ensemble du circuit magnétique un effort de compression énergique, dans le sens longitudinal, en vue d'en assurer l'étanchéité d'une manière fiable. L'emploi d'un produit d'étanchéité ou d'un adhésif peut faciliter cette opération d'étanchéité. The injection valve of FIG. 1 comprises an electromagnet whose magnetic circuit, made of composite powder material, is constituted by a core 19, a yoke 21 and an armature 23. The winding 18 is housed in a shaped support in ceramic 20. The core 19 extends almost to the lower end of the support 20 of the winding, to mechanically support it. It is therefore possible to use a ceramic material of relatively low strength to carry out the support 20 of the winding. The magnetic circuit has only one working gap, to obtain a polar surface as large as possible. That is why, despite the position of the work pole, located below the winding, which is In principle, despite the low magnetic permeability of the electromagnet material, leakage rates of a still acceptable value are obtained. Thanks to the small diameter of the lateral pole, the lower face of the winding support is completely covered. This makes it possible to apply to the entire magnetic circuit an energetic compression force, in the longitudinal direction, with a view to sealing them reliably. The use of a sealant or adhesive may facilitate this sealing operation.

L'électro-aimant est logé dans le boltier 16. De préférence, celui-ci est en fonte austénitique moulée à haute résistance, non magnétisable. Le boitier 16 est fermé par un couvercle vissé 13. La butée 17 sert à déterminer l'entrefer résiduel qui subsiste sous le pôle central lorsque l'armature est soulevée. La masse additionnelle 22 est suspendue à la butée 17, dont la partie en forme de coupelle située audessus de l'électro-aimant sert en outre à protéger la matiè- re composite en poudre, relativement tendre, pour éviter d'abimer cette matière quand on ferme le boitier en vissant le couvercle en place. Le noyau 19 est fixé solidement à la butée 17, de préférence par collage, ou directement par extrusion au cours de la fabrication du noyau, pour pouvoir usiner en même temps la surface polaire du noyau et la surface d'appui de la butée, en prenant la pièce dans un seul étau. En outre, il est intéressant de blinder l'armature 21 à l'endroit de ses points de portage dans le bottier, au moyen d'une plaque solidement fixée, pour réduire les risques de dégâts à l'asassemblage Pour réduire la réluctance, on peut utiliser des plaques faites d'un matériau à faible hystérésis, que l'on durcit superficiellement, de préférence par nitruration, pour améliorer leur tenue à l'usure.Dans le mode de réalisation proposé pour le circuit magnétique, il est possible d'avoir un faible diamètre interne pour la partie à haute pression de la soupape d'injection, grâce à quoi les contraintes mécaniques de cette partie sont réduites On peut ainsi utiliser un boî- tier compact ayant une paroi relativement peu épaisse. The electromagnet is housed in boltier 16. Preferably, it is made of austenitic cast cast high strength, non-magnetizable. The housing 16 is closed by a screwed lid 13. The stop 17 serves to determine the residual air gap that remains under the central pole when the armature is raised. The additional mass 22 is suspended from the abutment 17, the cup-shaped portion above the electromagnet is also used to protect the relatively soft powder composite material to avoid damaging this material when we close the case by screwing the cover in place. The core 19 is fixed firmly to the abutment 17, preferably by gluing, or directly by extrusion during the manufacture of the core, to be able to machine at the same time the polar surface of the core and the bearing surface of the abutment, taking the coin in a single vise. In addition, it is advantageous to shield the armature 21 at the point of its portages in the casing, by means of a firmly fixed plate, to reduce the risk of damage to the assembly To reduce the reluctance, it is advantageous to can be used plates made of a low hysteresis material, which is cured superficially, preferably by nitriding, to improve their resistance to wear.In the proposed embodiment for the magnetic circuit, it is possible to Having a small internal diameter for the high-pressure portion of the injection valve, whereby the mechanical stresses of this part are reduced. Thus, it is possible to use a compact housing with a relatively thin wall.

La masse additionnelle 22 déborde légèrement en saillie sur la face de retenue de la butée 17, de manière à obtenir une variation brusque dans la courbe de l'effort élastique de réarmement. On choisit l'importance de cette saillie de la masse additionnelle pour que l'effort du ressort principal 15 agisse vers la fin de la course de soulèvement sur une distance d'environ 30 à 50 % de la course totale de l'aiguille de la soupape d'injection. L'importance de cette saillie nta pas un caractère absolument critique, de sorte qu'on peut éviter d'avoir à la régler si la fabrication s'est effectuée à une précision convenable. En agissant sur la vis de réglage 14, on peut ajuster l'effort élastique du ressort principal 15, et donc aussi l'effort de réarmement vers la fin de la course de soulèvement de l'aiguille.A son extrémité inférieure, la vis de réglage 14 porte un embout tubulaire de guidage 26 sur lequel sont montés deux ressorts 28 et 35, à faible réaction. Ces deux ressorts ont des courbes caractéristiques à faible pente ascendante, de sorte que 11 effort élastique dè chacun de ces ressorts varie peu lorsqu'on fait tourner la vis de réglage 14. Le ressort intérieur 35 sert à appliquer l'aiguille 33 de la soupape dtinjec- tion sur son siège, même en l'absence de pression dans le système, afin d'assurer en toute occurence une étanchéité d'appui convenable de l'aiguille 33 sur son siège, même lorsque le moteur est à l'arrêt.Le ressort extérieur 28 sert à réarmer l'armature, en fournissant un effort au début du mouvement de l'armature, pour empêcher celle-ci de rebondir contre l'aiguille en fin de réarmement, ce qui provoquerait alors un nouveau soulèvement indésirable de l'aiguille d'injection. L'effort du ressort de réarmement de l'armature est transmis par la coupelle 29 à la rondelle de liaison 30 qui est disposée dans le guide tubulaire à paroi mince 24 de l'armature. The additional mass 22 projects slightly protruding over the retaining face of the abutment 17, so as to obtain a sudden variation in the curve of the elastic resetting force. The importance of this protrusion of the additional mass is chosen so that the force of the main spring 15 acts towards the end of the lifting stroke over a distance of about 30 to 50% of the total stroke of the needle of the injection valve. The importance of this projection is not absolutely critical, so that it can be avoided if the manufacture has been carried out to a suitable degree. By acting on the adjusting screw 14, it is possible to adjust the elastic force of the main spring 15, and thus also the resetting force towards the end of the lifting stroke of the needle. At its lower end, the screw of adjustment 14 carries a tubular guide piece 26 on which are mounted two springs 28 and 35, low reaction. These two springs have characteristic low slope curves, so that the elastic force of each of these springs varies little when the adjusting screw 14 is rotated. The inner spring 35 serves to apply the needle 33 of the valve. injection in its seat, even in the absence of pressure in the system, to ensure in any case a proper bearing seal of the needle 33 on its seat, even when the engine is stopped. The outer spring 28 serves to rearm the armature, providing a force at the beginning of the movement of the armature, to prevent it from bouncing against the needle at the end of rearming, which would then cause a new unwanted uplift of the armature. injection needle. The force of the resetting spring of the armature is transmitted by the cup 29 to the connecting washer 30 which is disposed in the thin-walled tubular guide 24 of the armature.

On règle la course utile de l'armature et celle de l'aiguille d'injection au moyen de rondelles d'épaisseurs appropriées, à savoir une rondelle de réglage 36 pour la course de l'armature, et une rondelle de réglage 37 pour la course de l'aiguille. Ces deux rondelles de réglage sont appliquées fermement l'une contre autre, en appui sur le corps 31 du gicleur grâce à un manchon de serrage 27. La soupape d'injection se monte par vissage dans la culasse du moteur enagissant sur la tête 25 profilée comme un écrou L'aiguille d'injection 33 coulisse dans le guide 32 qui assure son guidage. The useful stroke of the armature and that of the injection needle is adjusted by means of washers of appropriate thickness, namely a setting washer 36 for the travel of the armature, and an adjusting washer 37 for the stroke of the needle. These two adjusting washers are firmly applied against each other, resting on the body 31 of the nozzle by means of a clamping sleeve 27. The injection valve is mounted by screwing into the cylinder head of the motor acting on the profiled head 25. Like a nut The injection needle 33 slides in the guide 32 which ensures its guidance.

Le guide 32 de l'aiguille dtinjection peut être pourvu d'encoches de décharge, qui assurent une distribution uniforme de la pression dans l'interstice du guide. Cette disposition particulière présente un intérêt dans le cas de la soupape d'injection conforme à l'invention, à la différence des injecteurs courantes, car les conditions de fonctionnement sont sensiblement différentes dans le cas considéré. En outre, on peut monter l'aiguille d?injection avec un jeu relativement important, pour assurer, dans certaines limites un centrage spontané de l'aiguille.La réalisation de ce guide associé à l'aiguille d'injection conforme à 1? invention demande une précision d'usinage beaucoup moins stricte que pour les injecteurs mécaniques courants, car on ne demande pas au guide d'injection en question d'assurer une fonction d1étanchéité spéciale.,
Le corps 31 du gicleur comporte à sa partie inférieure une paroi relativement mince, afin d'avoir à cet endroit une fréquence propre assez basse. On choisit la valeur de cette fréquence propre, pour réduire encore le rebondissement de l'aiguille d'injection, Ce rebondissement en lui-même a déjà une durée qui est de l'ordre de la microseconde seulement, mais on le réduit encore grâce au mouvement contraire de la partie plate de la base du corps de l'injecteur.En outre, cette forme flexible réduit la fatigue mécanique du siège de l'aiguille dtinjection.
The guide 32 of the injection needle may be provided with discharge notches, which provide a uniform distribution of pressure in the gap of the guide. This particular arrangement is of interest in the case of the injection valve according to the invention, unlike the common injectors, because the operating conditions are substantially different in the case considered. In addition, it is possible to mount the injection needle with a relatively large clearance, to ensure, within certain limits, a spontaneous centering of the needle. The embodiment of this guide associated with the injection needle according to FIG. The invention requires much less precise machining accuracy than for conventional mechanical injectors, since the injection guide in question is not required to provide a special sealing function.
The body 31 of the nozzle has at its bottom a relatively thin wall, in order to have at this location a low enough natural frequency. We choose the value of this natural frequency, to further reduce the bouncing of the injection needle. This rebound itself already has a duration which is of the order of a microsecond only, but it is further reduced by In addition, this flexible shape reduces the mechanical fatigue of the seat of the injection needle.

Dans la soupape d'injection proposée, en choisissant convenablement le~diamètre et la longueur des canaux d'alimentation du siège de cette soupape, ainsi que le volume de carburant en-dessous du guide de l'aiguille dtinjection, il est possible d'obtenir presque n'importe quel processus d'injection à volonté. Dans la soupape d'injection représentée, les canaux d'alimentation percés dans le guide 32 de l'aiguille de la soupape ont été réalisés avec des sections relativement minces. I1 en résulte une chute de pression très marquée à l'ouverture de la soupape, et ceci entraîne de fortes oscillations de pression pendant l'injection. Ce mode de fonctionnement peut être favorable pour certains moteurs.La fréquence d'oscillation est alors déterminée essentiellement par la longueur du canal d'arrivée. Avec un canal court, on peut obtenir un régime d'oscillation à fréquence relativement basse en utilisant la résonance de capacité du volume de carburant situé en-dessous du guide de l'aiguille dtinjection.  In the proposed injection valve, by appropriately selecting the diameter and length of the seat supply channels of this valve, as well as the fuel volume below the injection needle guide, it is possible to get almost any injection process at will. In the injection valve shown, the feed channels drilled in the guide 32 of the valve needle were made with relatively thin sections. This results in a very marked pressure drop at the opening of the valve, and this results in high pressure oscillations during the injection. This mode of operation may be favorable for some engines. The oscillation frequency is then essentially determined by the length of the arrival channel. With a short channel, a relatively low frequency oscillation regime can be achieved by using the capacity resonance of the fuel volume below the guide of the injection needle.

On peut utiliser cette disposition pour réaliser un effet de pré-injection avant l'injection principale. Mais en général, on réalisera des canaux d'arrivée avec un calibre aussi fort que possible, de manière à obtenir un régime d'injection pratiquement sans oscillations, avec une courbe de pression à forte pente ascendante, afin de réduire les efforts mécaniques nécessaires pour soulever l'aiguille d'injection.This arrangement can be used to achieve a pre-injection effect before the main injection. But in general, we will achieve arrival channels with a caliber as strong as possible, so as to obtain an injection regime practically without oscillations, with a pressure curve with a steep upward slope, in order to reduce the mechanical forces necessary to lift the injection needle.

Dans la soupape d'injection représentée, on a prévu en outre un organe d'amortissement 34, en matière plastique beaucoup plus compressible que le carburant. On assure ainsi une atténuation des oscillations de pression et un effet d'accumulation. En outre, la durée de séjour du carburant dans la soupape d'injection se trouve abrégée. Cependant 1'emploi d'un tel amortisseur n'est intéressant que pour des pressions de carburant relativement faibles
On va maintenant étudier, en référence à la Figure 2, le graphique du mouvement de la soupape d'injection de
la Figure 1. Toutes les caractéristiques sont représentées à lréchelle réelle de ce mouvement cyclique.
In the injection valve shown, there is further provided a damping member 34, plastic much more compressible than the fuel. This ensures an attenuation of the pressure oscillations and an accumulation effect. In addition, the residence time of the fuel in the injection valve is shortened. However, the use of such a damper is only of interest for relatively low fuel pressures
We will now study, with reference to Figure 2, the graph of the movement of the injection valve of
Figure 1. All characteristics are represented at the real scale of this cyclic movement.

On a représenté sur la Figure 2a la variation de l'effort magnétique F et la somme de ensemble des ef
mag forts résistants d'ordre mécanique Fmech, en fonction de la valeur "s" de la course de armature mobile. On voit que l'effort magnétique augmente très rapidement lorsque la course augmente. A première vue, c'est surprenant, puisque lvef- fort magnétique augmente environ comme le carré du temps, et donc très lentement au début. Mais cette lente augmentation de effort magnétique est associée à une augmentation également lente de l'accélération de l'armature, si bien que la course de celle-ci est faible au début.Cependant, malgré la lenteur d'établissement de l'effort magnétique, il existe une énergie cinétique importante pour vaincre 17effort de résistance à l'ouverture de la soupape, pour soulever l'aiguil- le d'injection, peu après le début de la course de celle-ci.
FIG. 2a shows the variation of the magnetic force F and the sum of all the ef
Fmech strong mechanical resistance mag, depending on the value "s" of the moving armature stroke. It can be seen that the magnetic force increases very rapidly as the stroke increases. At first glance, it is surprising, since the magnetic strength increases approximately like the square of time, and thus very slowly at the beginning. But this slow increase in magnetic stress is associated with a slow increase in the acceleration of the armature, so that the stroke of the latter is low at first. However, despite the slow establishment of the magnetic force There is significant kinetic energy to overcome the resistance force when opening the valve to lift the injection needle shortly after the start of the stroke thereof.

Le mouvement de l'armature s' amorce dès que l'ef- fort magnétique l'emporte sur l'effort élastique du ressort de réarmement de l'armature. Au bout d'une course sl, l'armature vient heurter l'aiguille d'injection. L'intégrale du travail utile pour l'accélération de l'armature en vue du soulèvement de l'aiguille est représentée par les zones hachurées de la Figure 2a. The movement of the armature starts as soon as the magnetic force outweighs the elastic force of the rearming spring of the armature. At the end of a race sl, the armature strikes the injection needle. The integral of the useful work for the acceleration of the armature for the lifting of the needle is represented by the hatched areas of Figure 2a.

Le graphique de la Figure 2b représente la variation de la vitesse de l'armature, en fonction de la course "s" de celle-ci, et la Figure 2c représente la variation de la course "s" de l'armature, en fonction du temps "t". On voit que même à l'endroit de sa course sl assez brève, la vitesse de l'armature a déjà atteint plus de la moitié de sa valeur finale, Mais pour cette course brève, il faut un délai tl, qui est très long, car il représente beaucoup plus que la moitié de la durée complète du mouvement de soulèvement. The graph of Figure 2b shows the variation of the speed of the armature, depending on the stroke "s" thereof, and Figure 2c shows the variation of the stroke "s" of the armature, depending time "t". It can be seen that even at the point of its short sl course, the speed of the armature has already reached more than half of its final value, but for this brief race, it takes a delay t1, which is very long, because it represents much more than half the total duration of the uprising movement.

Lorsque l'armature vient heurter l'aiguille d'injection, cet impact entraîne une perte de vitesse avl qui est très faible, à cause de la grande différence qui existe entre la masse de l'armature et celle de l'aiguille Mais l'effort antagoniste d'ordre mécanique augmente brusquement et dépasse largement l'effort magnétique. Le travail dpou- verture provenant de l'énergie cinétique des pièces mobiles est représenté par la zone à hachures croisées de la Figure 2a. I1 en résulte une légère réduction de la vitesse d'ou verture. Dès que l'effort antagoniste d'ordre mécanique est retombé en-dessous de l'effort magnétique, la vitesse recommence à augmenter. When the armature strikes the injection needle, this impact causes a loss of speed avl which is very low, because of the great difference which exists between the mass of the armature and that of the needle. mechanical counterforce increases sharply and greatly exceeds magnetic stress. The work that results from the kinetic energy of the moving parts is represented by the cross-hatched area of Figure 2a. This results in a slight reduction in the speed of rotation. As soon as the mechanical antagonistic force has fallen below the magnetic force, the speed starts to increase again.

Lorsque l'armature a parcouru la course s2, les pièces mobiles viennent heurter la masse additionnelle à 1'instant t2, ce qui provoque un autre effet d'impact avec une légère perte. La vitesse diminue légèrement, pour augmenter à nouveau avec un gradient plus faible. Le mouvement d'ouverture de l'aiguille d'injection prend fin à l'instant t3, ce qui représente une durée relativement courte tA pour ce mouvement d'ouverture
A l'instant t3, l'armature vient frapper sa butée et rebondit. Ceci entraîne une perte considérable d'énergie et de vitesse, car la butée est fixe et donc immobile. Mais la masse additionnelle poursuit librement sa course, et soulage ainsi l'armature de la majeure partie de l'effort du ressort de rappel.Grâce à quoi, le phénomène de rebondissement de l'armature est fortement abrégé, et si on a choisi correctement la valeur de la masse additionnelle, l'énergie cinétique résiduelle se trouve dissipée dans une large mesure dans un nouveau choc entre l'armature et la masse additionnelle animées de vitesses de sens opposés. Le trajet de la masse additionnelle est représenté sur la Figure 2c par un tracé en pointillé. On peut lire sur la Figure 2b liordre de grandeur de la perte de vitesse. Pour toutes ces raisons, on obtient un mouvement extrêmement rapide et doux, et la fatigue mécanique imposée aux pièces de structure est bien plus faible, grâce à la faible valeur de la vitesse maximum, par rapport à une soupape d'injection courante.
When the armature has traveled the stroke s2, the moving parts strike the additional mass at time t2, which causes another impact effect with a slight loss. The speed decreases slightly, to increase again with a lower gradient. The opening movement of the injection needle ends at time t3, which represents a relatively short duration tA for this opening movement
At time t3, the armature hits its stop and bounces. This causes a considerable loss of energy and speed because the stop is fixed and therefore immobile. But the additional mass continues freely, and thus relieves the armature of most of the effort of the return spring. Thanks to this, the bouncing phenomenon of the frame is strongly abbreviated, and if we chose correctly the value of the additional mass, the residual kinetic energy is dissipated to a large extent in a new shock between the reinforcement and the additional mass animated with opposite velocities. The path of the additional mass is shown in Figure 2c by a dashed line. Figure 2b shows the magnitude of the loss of speed. For all these reasons, an extremely fast and gentle movement is obtained, and the mechanical fatigue imposed on the structural parts is much lower, thanks to the low value of the maximum speed, compared to a current injection valve.

Dans le cas de la soupape d'injection de la Figure 1, on a utilisé un électro-aimant d'un rendement assez défavorable, mais avec lequel on peut avoir un enroulement monté sur un support profilé en céramique de solidité assez faible. Sur les schémas de la Figure 3, on a indiqué quelques détails de réalisation plus favorables pour un tel é- lectro-aimant. In the case of the injection valve of FIG. 1, an electromagnet of a rather unfavorable yield has been used, but with which it is possible to have a winding mounted on a ceramic profiled support of rather low strength. In the diagrams of Figure 3, a few more favorable design details for such an electromagnet have been indicated.

On voit sur la Figure 3a un électro-aimant à double entrefer de travail. Cet électro-aimant comporte un noyau 40, un enroulement 41 et une armature 43. L'entrefer extérieur de travail est réalisé avec un profil oblique, afin d'obtenir une faible réluctance associée à des efforts trans versaux réduits, en cas d'excentricité . Pour ré- duire encore les efforts radiaux et pour avoir une armature de plus faible encombrement on peut prévoir un entrefer extérieur de travail ayant un profil à gradins, avec au moins deux gradins. Le circuit magnétique est constitué de matière composite à base de poudre. FIG. 3a shows an electromagnet with a double working gap. This electromagnet comprises a core 40, a winding 41 and an armature 43. The outer working gap is made with an oblique profile, in order to obtain a low reluctance associated with reduced transverse forces, in the event of eccentricity. . To further reduce the radial forces and to have a frame of smaller footprint can be provided an outer working gap having a stepped profile, with at least two steps. The magnetic circuit consists of powder-based composite material.

La Figure 3b représente un électro-aimant pour soupape d'injection à haute pression, confectionné en matière composite en poudre, avec un pôle extérieur en collerette. Cet électro-aimant comporte une armature 52, un guide tubulaire 53 et une culasse 46. L'enroulement 50 est constitué par un ruban raccordé à deux bagues métalliques fendues 48 et 49. Figure 3b shows an electromagnet for high-pressure injection valve, made of powder composite material, with an outer pole flange. This electromagnet comprises an armature 52, a tubular guide 53 and a yoke 46. The winding 50 consists of a ribbon connected to two split metal rings 48 and 49.

La monture 47 de 11enroulement est en céramique à haute résistance. Le pôle interne est situé à l'endroit le plus favorable pour la construction de ltélectro-aimant, de telle sorte que l'armature recouvre environ les 3/4 de la longueur de la.bobine, La culasse 46 est renforcée par une rondelle métallique 51 à sa base, et par la butée 44 en haut. La butée 44 sert en même temps à soutenir la masse additionnelle 45.The winding mount 47 is made of high strength ceramic. The inner pole is located at the most favorable place for the construction of the electromagnet, so that the frame covers about 3/4 of the length of the coil. The cylinder head 46 is reinforced by a metal washer 51 at its base, and by the stop 44 at the top. The stop 44 serves at the same time to support the additional mass 45.

La butée et la bobine sont montées ensemble à la presse, en une seule opération, et fixées à la culasse, le guide tubulaire étant de même fixé à l'armature. En périphérie, la culasse présente de grandes ouvertures, pour réduire le champ de pertes.The stop and the coil are mounted together in a single operation, and fixed to the cylinder head, the tubular guide being likewise fixed to the frame. On the periphery, the cylinder head has large openings, to reduce the field of losses.

La Figure 3c est un agrandissement de détail des faces de butée de l'électro-aimant de la Figure 3b. Le guide tubulaire 53 est pourvu de rainures radiales assurant un équilibrage de pression à la fermeture de l'interstice correspondant. La surface du tube de guidage est trempée et rectifiée. Les faces de contact de la butée 44 et de la masse additionnelle 45 sont chanfreinées des deux côtés, pour empêcher un effet de collage hydraulique, Par rapport à un chanfrein pratiqué d'un seul coté, les chanfreins sur les deux cotés réduisent la fatigue mécanique des faces de contact en butée. Bien entendu, les faces de contact peuvent également être rectifiées dans le sens radial, comme déjà ex-posé. Figure 3c is a detail enlargement of the abutment faces of the electromagnet of Figure 3b. The tubular guide 53 is provided with radial grooves ensuring a pressure equalization at the closing of the corresponding gap. The surface of the guide tube is hardened and ground. The contact faces of the abutment 44 and of the additional mass 45 are chamfered on both sides, to prevent a hydraulic gluing effect. Compared with a chamfer made on one side, the chamfers on both sides reduce mechanical fatigue. abutting contact faces. Of course, the contact faces can also be rectified in the radial direction, as already ex-posed.

La Figure 4a représente un électro-aimant à pôle externe en collerette, en matière à faible hystérésis. Pour simplifier la fabrication, l'armature et le tube de guidage forment une seule pièce 66. Comme on ne demande pas une perméabilité trop élevée pour la matière du circuit magnétique, l'armature est réalisée de préférence en acier spécial recuit2 de forte résistivité électrique, durci par exemple par nitruration ou revêtement poix. en améliocertla-rési2nce sqerficielle à l'usure. Pour atténuer les pertes par courants de Foucault, on peut fendre l'armature dans le sens de la longueur. La paroi de l'armature a de préférence une épaisseur comprise entre 0,5 et 1 mm.Pour obtenir des efforts plus importants et avoir donc une paroi plus épaisse, on peut réaliser l'armature re par assemblage de deux ou plusieurs manchons isolés et so- lidement enfilés l'un sur l'autre, Le retour du flux magnétique passe par le noyau 60, la jupe perforée de forte section constituée par les deux bagues concentriques 61 et 62, et la rondelle inférieure 65 de la culasse. L'enroulement 63 constitué par un ruban est renforcé par une monture tubulaire en céramique 64. Figure 4a shows an electromagnet with external pole flange, material low hysteresis. To simplify manufacture, the armature and the guide tube form a single piece 66. As the permeability is not too high for the material of the magnetic circuit, the armature is preferably made of annealed special steel2 of high electrical resistivity. hardened for example by nitriding or pitch coating. in amelioriocertla-resi2nce sqerficielle to wear. To reduce eddy current losses, the armature can be split lengthwise. The wall of the armature preferably has a thickness of between 0.5 and 1 mm. In order to obtain greater forces and thus to have a thicker wall, it is possible to make the armature re by assembling two or more isolated sleeves and The return of the magnetic flux passes through the core 60, the perforated skirt of large section constituted by the two concentric rings 61 and 62, and the lower washer 65 of the yoke. The coil 63 constituted by a ribbon is reinforced by a tubular ceramic mount 64.

Pour réduire davantage les pertes dues aux courants de Foucault, l'électro-aimant de la Figure 4b est formé en partie de pièces stratifiées. L'armature 72 en matière compo site en poudre -estsertie sur le tube de guidage 701;qui peut également etre en matière à faible hystérésis, Le pôle intérieur est situé au-dessus de l'enroulement, pour faciliter la fabrication de cette pièce 67 à partir de feuillards empilés.Même pour des électro-aimants à fort effet électro magnétique, il suffit en général de 2 à 4 feuillards 1-1 existe cependant des, courants de Foucault intenses dans ltélec- tro-aimant considéré, en particulier aux endroits où les feuillards portent l'un sur L'autre, car l'orientation -de latinage-ne coïncide pas; alors avec la direction-du flux ma magnétique. On peut réduire les pertes correspondantes en cambrant ou bordant les feuillards dans la direction du flux,. ou en pratiquant bord tombé sur ces feÜillards,mais c'est au détriment du prix de revient. To further reduce the losses due to eddy currents, the electromagnet of Figure 4b is formed in part of laminated pieces. The armature 72 made of composted powder-coated material on the guide tube 701, which can also be made of low hysteresis material, the inner pole is located above the winding, to facilitate the manufacture of this piece 67 Even for electro-magnets with a strong electro-magnetic effect, usually only 2 to 4 strips are required. However, there are intense eddy currents in the electromagnet considered, especially in where the strips bear one on the other, because the orientation -lattice-does not coincide; then with the direction-of the flow my magnetic. The corresponding losses can be reduced by arching or bordering the strips in the flow direction. or by practicing flip flop on these bottles, but it is to the detriment of the cost price.

La Figure 5 représente une soupape d'injection à basse pression, pour des moteurs à explosion où l'injection effectue dans la tubulure d'aspiration . Le circuit magnétique est constitué dans une large mesure d7élé- ments en feuillard mince, ayant des parois d'environ 0,5 mm d'épaisseur. Le noyau 83 est serti sur un appendice tubulaire du couvercle 80, en matière non magnétisable. On obtient ainsi une meilleure stabilité mécanique et un centrage satisfaisant du noyau. La culasse 86 est pourvue d'ouvertures de grande surface, pour réduire le champ de pertes.La section transversale de l'électro-aimant est sensiblement carrée, et cette forme qui est la plus favorable pour réaliser un élevée tro-aimant assure une réduction supplémentaire du champ de pertes L'armature et le tube de guidage forment une pièce unique 88. Pour contribuer à réduire encore les courants de
Foucault et assurer un équilibrage de pression, l'armature est fendue dans le sens de la longueur. Le pôle extérieur présente une section transversale beaucoup plus importante que le pôle intérieur, pour réduire la réluctance du circuit magnétique.Grâce à cette disposition, il suffit de prévoir pour l'enroulement 85 un nombre de tours relativement faible afin d'obtenir un effet d'induction suffisamment élevé dans l'álectro-aimant. Ainsi, pour une section transversale donnée de l'enroulement, on réduit la fatigue thermique de celui-ci.
Figure 5 shows a low-pressure injection valve for combustion engines where injection takes place in the suction pipe. The magnetic circuit consists to a large extent of thin strip elements, having walls of about 0.5 mm thickness. The core 83 is crimped on a tubular appendage of the cover 80, non-magnetizable material. This gives better mechanical stability and a satisfactory centering of the core. The yoke 86 is provided with openings of large area, to reduce the field of losses. The cross-section of the electromagnet is substantially square, and this form, which is the most favorable for making a high tro-magnet, ensures a reduction. additional loss field The reinforcement and the guide tube form a single piece 88. To help further reduce the currents of
Foucault and ensure pressure balancing, the frame is slotted in the direction of the length. The outer pole has a much larger cross section than the inner pole, to reduce the reluctance of the magnetic circuit. With this arrangement, it is sufficient to provide for the winding 85 a relatively low number of turns in order to obtain a positive effect. induction sufficiently high in the electromagnet. Thus, for a given cross-section of the winding, the thermal fatigue thereof is reduced.

Le côté extérieur, la culasse et le noyau sont superposés et sont maintenus fermement comprimés par le couvercle 80, en appui sur le fond du boîtier 87, constitué lui aussi d'une matière non magnétisable.The outer side, the yoke and the core are superimposed and are held firmly compressed by the cover 80, bearing against the bottom of the housing 87, also consisting of a non-magnetizable material.

La soupape d'injection est pourvue d'un organe obturateur 94 en forme de chapeau, et de diamètre relativement fort. Ce diamètre important permet d'avoir une forme favorable pour un bon écoulement, avec un siège de diamètre égale- ment important, grâce à quoi il suffit de donner à cet obturateur une course assez faible, même pour un débit élevé de carburant. L'obturateur 94 de la soupape est monté dans le tube de guidage de l'armature avec un jeu radial réduit, pour assurer un auto-centrage. L'obturateur 94 est pourvu de plusieurs trous radiaux de grand diamètre, pour assurer l'écou- lement du carburant avec un. étranglement réduit. The injection valve is provided with a shutter member 94 in the form of a cap, and of relatively large diameter. This large diameter makes it possible to have a favorable shape for a good flow, with a seat of equally large diameter, by virtue of which it suffices to give this shutter a fairly low stroke, even for a high flow of fuel. The shutter 94 of the valve is mounted in the guide tube of the armature with a reduced radial clearance, to ensure self-centering. The shutter 94 is provided with a number of radial holes of large diameter, to ensure the flow of the fuel with a. throttling reduced.

La collerette de l'armature repose sur le corps 92 de l'injecteur, avec une surface d'appui importante, pour assurer un amortissement hydraulique du mouvement de l'armature, au retour de celle-ci. Pour éviter un effet de collage hydraulique, le corps du gicleur est usiné à la meule dans le sensradial. L'équilibrage de pression est également assuré par des trous radiaux du tube de guidage. Lorsque l'armature est en position basse, il y a un léger jeu axial entre l'armature et l'obturateur 94, pour permettre à armature d'amorcer sa course. L'armature est rappelée en position basse par le ressort 82, alors que l'obturateur 94 est rappelé par le ressort 91 qui est beaucoup plus énergique. Le ressort 91 agit sur la partie supérieure de l'obturateur, de manière à ne pas gêner l'écoulement du carburant.Mais ce montage peut entraîner des efforts radiaux indésirables, en cas d'excentricité relative. On peut réduire ces efforts radiaux indésirables en faisant aboutir le ressort à l'intérieur de l'ob- turateur 94. The flange of the frame rests on the body 92 of the injector, with a large bearing surface, to ensure a hydraulic damping of the movement of the armature, at the return thereof. To avoid a hydraulic gluing effect, the nozzle body is milled in the radial direction. Pressure equalization is also provided by radial holes in the guide tube. When the armature is in the low position, there is a slight axial clearance between the armature and the shutter 94, to allow armature to start its race. The armature is biased down by the spring 82, while the shutter 94 is recalled by the spring 91 which is much more energetic. The spring 91 acts on the upper part of the shutter, so as not to hinder the flow of fuel. But this assembly can cause undesirable radial forces, in case of relative eccentricity. These undesirable radial forces can be reduced by terminating the spring within the obturator 94.

L'ajustage de la course initiale de l'armature s'effectue en appairant des armatures ou des obturateurs différents. On règle la course d'ouverture, et donc la valeur du débit de carburant à pleine ouverture en enfonçant plus ou moins profondément ltobturateur 94 dans le boîtier 87. On règle l'effort final du ressort de rappel, et donc la partie de la quantité de carburant injectée en régime variable, en modifiant la position du tube de réglage 81. Le ressort 91 possède une courbe d'élasticité à pente ascendante très forte, alors que le ressort 82 a une courbe à faible pente, si bien que le réglage de l'effort élastique de rappel stobtient presque uniquement en agissant sur le ressort 91, l'effort élastique initial variant peu en début de course de l1arma- ture. Adjustment of the initial stroke of the armature is done by matching different reinforcement or shutters. The opening stroke, and thus the value of the full-opening fuel flow, is adjusted by pressing the shutter 94 more or less deeply into the casing 87. The final force of the return spring, and therefore the part of the amount, is adjusted. of fuel injected at variable speed, by modifying the position of the adjustment tube 81. The spring 91 has a yield curve of very high upward slope, while the spring 82 has a low slope curve, so that the adjustment of the elastic return force stobtient almost solely by acting on the spring 91, the initial elastic force varying little at the beginning of the course of the armament.

La soupape d'injection conforme à l'invention présente une section très importante pour le passage d'arrivée du carburant, et la vitesse-d'écoulement du carburant est donc faible. Grâce à cette faible vitesse d'arrivée du carburant, on réduit fortement les oscillations de pression d'origine hydrodynamique, au cours du fonctionnement de la soupape, par rapport au cas des soupapes d'injection connues, où l'écoulement du carburant s'effectue à une vitesse d'arrivée plus élevée.En outre, les oscillations sont éliminées à peu près complètement, grâce à un volume d'amortissement prévu autour du corps de l'injecteur, à proximité immédiate de 11 obturateur. Cet amortissement est assuré par l'élasticité de la gaine 93 montée autour du volume d'amortissement, et qui sert en même temps de joint d'étanchéité entre le boîtier et le corps de l'injecteur, et de protection thermique de la soupape dans la tubulure d'aspiration du moteur. Les bulles de vapeur qui pourraient se former peuvent s'échapper vers le haut, en passant dans des gorges axiales ménagées dans le corps de l'injecteur. Quant aux bulles de vapeur qui se rassemblent à la partie haute de la soupape d'injection, elles sont évacuées à travers des trous radiaux du tube de réglage 81, sous l'effet de la dépression due a l'écoulement du carburant. The injection valve according to the invention has a very important section for the arrival of the fuel passage, and the speed-flow of fuel is low. Thanks to this low speed of arrival of the fuel, hydrodynamic pressure oscillations are greatly reduced, during the operation of the valve, with respect to the case of known injection valves, where the flow of fuel occurs. At the same time, the oscillations are eliminated almost completely, thanks to a damping volume provided around the body of the injector, in the immediate vicinity of the shutter. This damping is ensured by the elasticity of the sheath 93 mounted around the damping volume, and which serves at the same time as a seal between the housing and the body of the injector, and thermal protection of the valve in the suction pipe of the engine. Steam bubbles that may form may escape upward, passing through axial grooves in the body of the injector. As for the vapor bubbles that gather at the top of the injection valve, they are discharged through radial holes of the control tube 81, under the effect of the depression due to the flow of fuel.

I1 est également possible d'amortir les oscillations hydrodynamiques en associant une paroi rigide à la chambre d'amortissement qu'on réalise alors à la manière d'une cavité résonante, également appelée "résonateur de Helmholtz". Une cavité résonante est une enceinte pourvue d'au moins une ouverture, et qui présente ainsi une -fréquence naturelle caractéristique qui dépend de sa disposition dimensionnelle. It is also possible to damp the hydrodynamic oscillations by associating a rigid wall with the damping chamber which is then produced in the manner of a resonant cavity, also called "Helmholtz resonator". A resonant cavity is an enclosure provided with at least one opening, and which thus has a characteristic natural frequency which depends on its dimensional disposition.

On règle la fréquence naturelle de la cavité résonante considérée, pour la faire correspondre à celle de l'oscillation la plus forte qui se produit dans la soupape d'injection en fonctionnement, afin d'éliminer cette oscillation dans une large mesure. La seule condition dsefficacité de cette cavité résonante est que toutes les dimensions de cette cavité doivent être inférieures au quart de la longueur d'onde de la fréquence de résonance correspondante. Pour l'évacuation des bulles de vapeur, il faut en outre en haut de la soupape des trous de purge, ou des gorges de purge, comme indiqué plus haut, mais il faut que la section transversale de ces passages d'évacuation soit très faible, pour ne pas réduire l'efficacité de la cavité résonante.Les cotes de réalisation à prévoir pour cette cavité résonante sont indiquées dans les ouvrages et publications techniques où cette question est traitée.The natural frequency of the resonant cavity considered is adjusted to match that of the strongest oscillation occurring in the injection valve during operation to eliminate this oscillation to a large extent. The only requirement for the efficiency of this resonant cavity is that all the dimensions of this cavity must be less than one quarter of the wavelength of the corresponding resonant frequency. For the evacuation of the steam bubbles, it is also necessary at the top of the valve purge holes, or purge grooves, as indicated above, but it is necessary that the cross section of these evacuation passages is very low , so as not to reduce the effectiveness of the resonant cavity. The dimensions of realization to be provided for this resonant cavity are indicated in the works and technical publications where this question is treated.

Le graphique de la Figure 6 montre la variation de l'effort magnétique et de l'effort antagoniste d'ordre mécanique de la soupape d'injection de la Figure 5, en fonction de la course de soulèvement "s". "s". Le mouvement de l'armature s'amorce au moment où l'effort magnétique l'emporte sur l'ef- fort antagoniste F1 du ressort de rappel 82 de l'armature. The graph of Figure 6 shows the variation of the magnetic stress and the mechanical counterforce of the injection valve of Figure 5, as a function of the lift stroke "s". "S". The movement of the armature begins at the moment when the magnetic force prevails over the antagonistic force F1 of the return spring 82 of the armature.

Après avoir effectué la course S1, l'armature vient au contact de l'obturateur, qui est soumis à l'effort d'appui de son ressort de rappel 91 et aux efforts d'ordre hydraulique.After making the race S1, the armature comes into contact with the shutter, which is subjected to the biasing force of its return spring 91 and the hydraulic forces.

Il en résulte une forte augmentation de l'effort mécanique antagoniste, qui peut alors dépasser l'effort magnétique.This results in a sharp increase in the mechanical counterforce, which can then exceed the magnetic force.

Mais avec l'augmentation de l'effet de compensation de pression sous la surface de l'obturateur en appui sur son siège, l'effort antagoniste diminue à nouveau, et vers la fin du mouvement de soulèvement il y a- à nouveau une marge excédentaire d'effort magnétique. Comme déjà indiqué à plusieurs reprises, on choisit la valeur de la masse de l'obturateur, pour assurer une disparition rapide des rebondissements dus au choc de l'armature et de l'obturateur arrivant l'un contre l'autre en sens inverses;; I1 faut que l'effort mécanique en fin d'ouverture de la soupape soit supérieur à la moitié de l'effort magnétique à saturation, pour assurer un mouvement de rappel rapide et de durée brève, Les rebondissements de 11 obturateur en fin de mouvement de rappel de celui-ci cessent rapidement, car le ressort de rappel agit sur 11 obturateur avec un effort assez élevé, alors que la vitesse de fermeture est faible.But with the increase of the pressure compensation effect under the surface of the shutter resting on its seat, the counterforce decreases again, and towards the end of the lifting movement there is again a margin excess of magnetic stress. As already indicated several times, we choose the value of the mass of the shutter, to ensure a rapid disappearance of the twists due to the shock of the armature and the shutter arriving against each other in opposite directions; ; It is necessary that the mechanical force at the end of the opening of the valve is greater than half the saturation magnetic force, to ensure a rapid return movement and of short duration, the shutter twists at the end of the movement of the valve. recall of it stop quickly, because the return spring acts on 11 shutter with a fairly high effort, while the closing speed is low.

On va exposer maintenant l'application des parti- cularités conformes à l'invention, dans le cas de soupapes d'injection déjà connues quant à leur configuration générale. The application of the features according to the invention will now be explained in the case of injection valves already known as to their general configuration.

On a représenté sur la Figure 7 une soupape d'injection électromagnétique dont l'armature est sphérique, et dont le circuit magnétique est formé d'éléments feuilletés, confectionnés en feuillard mince. La jupe 106 du circuit magnétique est constituée par une série de doigts qui séparent des ouvertures de grande surface. FIG. 7 shows an electromagnetic injection valve whose armature is spherical and whose magnetic circuit is formed of laminated elements made of thin strip. The skirt 106 of the magnetic circuit is constituted by a series of fingers which separate openings of large area.

L'armature 113 est guidée, par la tôle de la jupe, avec un léger jeu radial. Grâce à ce circuit magnétique à faible champ de pertes, on peut utiliser une armature d'encombrement réduit, et de masse faible, sans que le rendement électromagnétique en soit beaucoup réduit. Une rondelle mince 105 en matière plastique non magnétisable est montée entre la plaque supérieure de la culasse et la jupe, pour définir l'entrefer résiduel. La plaque supérieure 104 de la culasse s'enfile sur le noyau 101. A l'intérieur de la monture 108 de l'enroulement, une gaine élastique 107 en matière plastique est fixée par collage ou par soudage, de manière à ménager une cavité entre l'enroulement et cette gaine, afin d'amortir les oscillations hydrodynamiques.A l'intérieur de l'armature, est montée la masse additionnelle 110. Cette masse additionnelle 110, associée au ressort principal de rappel 103 et au ressort de rappel 111 qui est peu énergique, a pour effet de produire une variation brusque de l'effort d'ouverture. Pour réduire la réluctance, le pôle du noyau 101 est ajusté pour épouser le profil de l'armature sphérique, avec une collerette étroite pour éviter l'effet de collage hydraulique. Cette collerette nta que quelques centièmes de mm de haut, pour permettre un équilibrage rapide de la pression sous la. face d'appui du pôle. Une circulation de carburant est entretenue dans la soupape d'injection, pour y éviter la formation de bulles. The armature 113 is guided by the sheet of the skirt, with a slight radial clearance. Thanks to this magnetic circuit with a low loss field, it is possible to use a frame of reduced size and low mass, without the electromagnetic efficiency being much reduced. A thin washer 105 of non-magnetizable plastic material is mounted between the upper plate of the yoke and the skirt, to define the residual air gap. The upper plate 104 of the yoke is threaded onto the core 101. Inside the frame 108 of the winding, an elastic sheath 107 of plastic material is fixed by gluing or welding, so as to provide a cavity between the winding and this sheath, in order to damp the hydrodynamic oscillations.In the interior of the armature, the additional mass 110 is mounted. This additional mass 110, associated with the main return spring 103 and the return spring 111 which is weak, has the effect of producing a sudden variation of the opening effort. To reduce the reluctance, the pole of the core 101 is adjusted to fit the profile of the spherical frame, with a narrow flange to avoid the effect of hydraulic bonding. This collar is only a few hundredths of a millimeter high, to allow a quick balancing of the pressure under it. support face of the pole. A fuel circulation is maintained in the injection valve, to prevent the formation of bubbles.

Pour réduire les rebondissements et la fatigue mécanique du siège de la soupape, le corps 114 de l'injecteur est réalisé avec une paroi mince. Là encore, on acz corde la fréquence naturelle du corps de l'injecteur, pour faire cesser rapidement le rebond de 1' armature 113 qui est dû au choc entre les pièces en mouvement en sens inverses. On dispose le plan du joint d'assemblage du boî- tier au voisinage du pôle, pour éviter les problèmes de centrage. On peut régler la course de l'armature en faisant tourner le noyau, au moyen d'un système à vis; on règle l'ef- fort mécanique en fin de course en faisant tourner la vis de réglage 100. To reduce twists and mechanical fatigue of the seat of the valve, the body 114 of the injector is made with a thin wall. Here again, the natural frequency of the body of the injector is tuned to quickly stop the rebound of the armature 113 which is due to the impact between the moving parts in opposite directions. The plane of the assembly joint of the housing is arranged in the vicinity of the pole, in order to avoid centering problems. The travel of the armature can be adjusted by rotating the core by means of a screw system; the mechanical force is adjusted at the end of the stroke by turning the adjusting screw 100.

La Figure 8 représente une soupape d'injection électromagnétique ayant une armature sphérique et un dispositif atomiseur. Le circuit magnétique comporte un boitier 120, un noyau 121 enfoncé à force dans le boitier, une plaque de culasse 127, et une armature sphérique 126. L'armature est guidée dans la plaque de culasse, avec un léger jeu radial, pour assurer des mouvements de fermeture fidèles.La plaque de culasse 127 est solidement fixée au corps 128 de l'injecteur, en matière non magnétisable, par exemple par collage, sertissage ou soudage. En même temps, la plaque d'armature, solidaire du corps de l'injecteur est centrée par une collerette, pour assurer un centrage correct de l'armature.Pour l'amortissement des oscillations hydrodynamiques, la monture 123 de l'enroulement comporte une cavité interne, obturée à sa partie supérieure par un joint annulaire 122 en matière non magnétisable et électriquement isolante. Ce joint annulaire est fixé par collage ou par soudage. On peut également réaliser cette cavité directement en cours de fabrication de la monture de ltenroulement, par exemple par soufflage ou par un procédé analogue,
Le pôle du noyau est sphérique, avec un rayonolé- gèrement supérieur à celui de l'armature sphérique, à raison d'une différence de quelques centièmes de mm. Ainsi, la section transversale de l'entrefer tend à s'élargir de l'intérieur vers l'extérieur, ce qui évite un collage hydraulique, et assure un amortissement efficace de l'armature à la fin de sa course de soulèvement.Cette légère différence de rayon permet en outre de compenser de légères imperfections de centrage du noyau. Le carburant qui arrive à l'obturateur passe presque en totalité à travers des petits trous de la plaque de culasse 127. Suivant la vitesse d'écoulement du carburant, un effet d'étranglement notable se produit dans ces trous, entraînent une dépression importante à pleine ouverture de la soupape. Cette dépression produit dans le sens de la fermeture un effort de rappel qui dépend de l'écoule- ment. Même à faible ouverture de la soupape, suivant le rapport des diamètres du siège de la soupape et de l'armature, on obtient un effort de rappel considérable; et si le diamètre de la bille est suffisamment fort par rapport à celui du siège de la soupape, il en résulte une courbe d'effort à pente ascendante accentuée, pour une ouverture croissante de la soupape.Cet effort de réaction est assez fidèle dans une production de série, même avec une fabrication relativement imprécise des orifices d'arrivée du carburant. On peut ainsi se dispenser en général d'un réglage particulier de l'effort de rappel. La forte pente ascendante de la courbe permet diobtenir un effort de rappel important en fin de course d'ouverture, d'une manière favorable au fonctionnement de la soupape, en assurant à celle-ci un mouvement de rappel de durée brève. On peut également obtenir un effet d'étranglement avec des rainures radiales ménagées dans la plaque de culasse, en donnant à ces rainures une orientation oblique pour communiquer un mouvement angulaire au carburant. Evidemment, il est plus onéreux de réaliser ces rainures avec la précision voulue que de percer de simples trous.En outre, ces rainures réduisent la solidité de la plaque de culasse, et la précision de guidage de 11 armature.
Figure 8 shows an electromagnetic injection valve having a spherical armature and an atomizer device. The magnetic circuit comprises a housing 120, a core 121 forced into the housing, a breech plate 127, and a spherical armature 126. The armature is guided in the breech plate, with a slight radial clearance, to ensure The breech plate 127 is securely attached to the body 128 of the injector, non-magnetizable material, for example by gluing, crimping or welding. At the same time, the reinforcing plate, integral with the body of the injector is centered by a flange, to ensure proper centering of the armature.For the damping of the hydrodynamic oscillations, the frame 123 of the winding comprises a internal cavity, closed at its upper part by an annular seal 122 of non-magnetizable material and electrically insulating. This annular seal is fixed by gluing or welding. This cavity can also be made directly during manufacture of the mounting frame, for example by blowing or by a similar method,
The pole's pole is spherical, with a radius much greater than that of the spherical armature, with a difference of a few hundredths of a millimeter. Thus, the cross section of the air gap tends to widen from the inside to the outside, which avoids a hydraulic bonding, and ensures effective damping of the armature at the end of its lifting stroke. The difference in radius also makes it possible to compensate for slight imperfections in the centering of the core. The fuel that reaches the shutter passes almost entirely through small holes in the cylinder plate 127. Depending on the flow velocity of the fuel, a significant throttling effect occurs in these holes, resulting in a significant depression at full opening of the valve. This depression produces in the direction of closure a return force which depends on the flow. Even at low opening of the valve, according to the ratio of the seat diameters of the valve and the armature, a considerable return force is obtained; and if the diameter of the ball is sufficiently strong relative to that of the seat of the valve, it results in a stress curve with an upward slope accentuated, for an increasing opening of the valve.This reaction effort is fairly accurate in a mass production, even with relatively inaccurate manufacture of the fuel inlets. In this way, it is possible to dispense with a particular adjustment of the return force. The steep upward slope of the curve makes it possible to obtain a large return force at the end of the opening stroke, in a manner that is favorable to the operation of the valve, by providing the latter with a return movement of short duration. A throttling effect can also be achieved with radial grooves in the cylinder head plate, giving these grooves an oblique orientation to impart angular movement to the fuel. Obviously, it is more expensive to achieve these grooves with the desired accuracy than to drill simple holes. In addition, these grooves reduce the strength of the bolt plate, and the guiding accuracy of the armature.

Les rebonds qui se produisent -à la fin du mouvement de soulèvement sont réduits dans une large mesure grâce à l'amortissement hydraulique obtenu dans l'in- terstice d'impact. Par rapport à effort mécanique en fin de course, l'effort du ressort de rappel 125 est faible et sert seulement à assurer l'étanchéité correcte de l'obtura- teur sur son siège, en particulier à l'arrêt du moteur. The rebounds that occur at the end of the lifting movement are reduced to a large extent by the hydraulic damping obtained in the impact indentation. With respect to the mechanical force at the end of the stroke, the force of the return spring 125 is low and serves only to ensure that the shutter is properly sealed on its seat, in particular when the engine is stopped.

La section transversale de la pièce polaire du noyau 121 est beaucoup plus forte que celle du reste du noyau. Ainsi, malgré la faible épaisseur de la paroi du noyau, on obtient au régime de saturation un effort magnétique dépassant à peine l'effort mécanique en fin de course. Grâce à cette disposition, on augmente l'inductance de l'enroule- ment pour un même nombre de tours, et on en réduit donc la fatigue thermique. I1 est possible d'utiliser un circuit de commande très simple sans pour autant réduire le courant de maintien. La réduction d'intensité qui est alors toujours nécessaire, est obtenue au moyen d'une résistance extérieure branchée en série. The cross section of the pole piece of the core 121 is much stronger than that of the rest of the core. Thus, despite the small thickness of the wall of the core, a saturation speed is obtained a magnetic force barely exceeding the mechanical stress at the end of the race. Thanks to this arrangement, the inductance of the winding is increased for the same number of turns, and therefore the thermal fatigue is reduced. It is possible to use a very simple control circuit without reducing the holding current. The reduction of intensity which is then always necessary, is obtained by means of an external resistance connected in series.

Pour obtenir une durée de rappel assez courte, il est toujours nécessaire de prévoir un entrefer résiduel-si on utilise des circuits de commande peu compliqués. Cet entrefer résiduel est situé entre la plaque de culasse 127 et le boîtier 120. En même temps, cet entrefer résiduel sert à laisser passer l'air d'atomisation. Le courant d'air d'atomisation provient d'un filtre à air séparé (non représenté) qui est fixé directement au boitier de la soupape. L'air d'atomisation passe à travers des ouvertures de grande surface ménagées dans le boîtier, et sert en même temps à refroidir lten- roulement de l'électro-aimant Ensuite l'air passe dans des trous radiaux, qui peuvent aussi avoir une composante d'orientation dans le sens tangentiel, pour introduire un effet de rotation.L'air parvient alors à la chambre de mélange, située dans le bas du corps 128.de l'injecteur. Le mélange intime du carburant et de l'air d'atomisation se produit dans le tube de mélange 129. Celui-ci comporte un passage interne qui va en s'amincissant dans le sens de l'écoulement, pour améliorer l'effet d'atomisation du carburant dans l'air qui le parcours à une vitesse subsonique. L'atomisation du-carbuH rant est en outre favorisée par un bec de sortie de profil aigu, ménagé à 11 extrémité du tube de mélange
On peut régler la course utile de la soupape, en faisant tourner le corps du gicleur. On bloque ensuite le corps du gicleur, une fois ce réglage terminé, de préférence avec un pointeau, pour immobiliser le corps du gicleur par rapport au boîtier.
To obtain a fairly short booster time, it is always necessary to provide a residual air gap-if uncomplicated control circuits are used. This residual air gap is located between the cylinder head plate 127 and the housing 120. At the same time, this residual air gap is used to let the atomizing air pass. The atomizing air stream comes from a separate air filter (not shown) which is attached directly to the valve housing. The atomizing air passes through large openings in the casing, and at the same time serves to cool the electromagnet's elongation. Then the air passes through radial holes, which may also have orientation component in the tangential direction, to introduce a rotation effect.air then reaches the mixing chamber, located in the lower body 128.de injector. The intimate mixing of the fuel and the atomizing air occurs in the mixing tube 129. This comprises an internal passage which tapers in the direction of flow, to improve the effect of atomization of fuel in the air that travels at a subsonic speed. The atomization of the fuel is furthermore favored by an acute profile outlet spout formed at the end of the mixing tube.
The useful stroke of the valve can be adjusted by rotating the nozzle body. The body of the nozzle is then blocked once this adjustment is completed, preferably with a needle, to immobilize the body of the nozzle relative to the housing.

On a représenté sur la Figure 9 une soupape d'injection électromagnétique pourvue d'un système atomiseur à air chaud. Le circuit magnétique comporte un noyau à paroi mince 142, enfoncé à force dans un boîtier 141 en matière non magnétisable. La jupe 144 du circuit magnétique est ajourée, avec de grandes ouvertures, et emboîtée sur une bordure périphérique de la plaque de culasse inférieure 148. La masse additionnelle 146 repose sur une saillie annulaire in terne du noyau tubulaire 142, et sollicitée en appui par un ressort 143, de manière à provoquer une variation brusque de l'effort utile à l'ouverture de la soupape, en combinaison avec le ressort de rappel 150.L'armature tubulaire 149 est réalisée avec une paroi extrêmement mince et avec un diamètre interne important, afin d'assurer un faible effet d'étranglement au passage du carburant, et un faible taux de pertes par courant de Foucault. L'armature comporte une collerette qui améliore nettement sa solidité. En outre, cette collerette est située entre la plaque de culasse inférieure 148 et le noyau tubulaire 142, afin d'assurer une réalisation compacte du circuit magnétique, et un blindage magnétique partiel de l'entrefer de travail, pour contribuer à réduire le champ de pertes. FIG. 9 shows an electromagnetic injection valve provided with a hot air atomizer system. The magnetic circuit includes a thin-walled core 142, forced into a housing 141 of non-magnetizable material. The skirt 144 of the magnetic circuit is perforated, with large openings, and nested on a peripheral edge of the lower base plate 148. The additional mass 146 rests on an annular in-plane projection of the tubular core 142, and urged in support by a spring 143, so as to cause a sudden change in the effective force at the opening of the valve, in combination with the return spring 150.The tubular armature 149 is made with an extremely thin wall and with a large internal diameter , in order to ensure a low throttling effect at the fuel passage, and a low rate of eddy current losses. The frame has a collar that significantly improves its strength. In addition, this flange is located between the bottom yoke plate 148 and the tubular core 142, to ensure a compact embodiment of the magnetic circuit, and a partial magnetic shielding of the working gap, to help reduce the field of view. losses.

L'armature, le tube de guidage, et l'obtu- rateur de la soupape forment une seule pièce, dont la partie tubulaire associée au circuit magnétique a une épaisseur de paroi d'environ 0,5 mm seulement, alors que la paroi du tube de guidage est d'environ 0,2 mm seulement, En conséquence, la masse de l'armature est inférieure à 1 g, et les pertes électrodynamiques sont réduites au minimum, la soupape d'in- jection considérée peut fonctionner à uné vitesse de manoeuvre très élevée, avec une consommation électrique très faible. De préférence, l'armature a une largeur de 5 à 8 mm.Ce diamètre important de l'armature permet d'avoir un siège de soupape de diamètre important, grâce à quoi on obtient un débit de carburant de valeur élevée pour une faible course de l'armat-ure. La surface polaire de l'armature-comporte des rainures radiales pour assurer l'équilibrage de pression en position haute de l'armature. La surface d'appui de l'armature ou celle du noyau est meulée dans le sens radial, pour éviter le collage hydraulique. Des trous de grand diamètre sont prévus à la base de l'armature et dans la zone de l'équipage mobile, pour faciliter l'écoulement du carburant avec un faible effet d'étranglement et de variation de pression.The armature, the guide tube, and the valve obturator form a single piece, the tubular portion of which is associated with the magnetic circuit has a wall thickness of only about 0.5 mm, whereas the wall of the The guide tube is only about 0.2 mm. As a result, the weight of the armature is less than 1 g, and the electrodynamic losses are reduced to a minimum, the injection valve considered can operate at a very low speed. very high maneuverability, with very low power consumption. Preferably, the reinforcement has a width of 5 to 8 mm. This large diameter of the frame makes it possible to have a valve seat of large diameter, whereby a high value fuel flow is obtained for a small stroke. of the armat-ure. The polar surface of the armature-has radial grooves to ensure the balancing of pressure in the high position of the armature. The bearing surface of the reinforcement or that of the core is ground in the radial direction, to avoid hydraulic bonding. Large diameter holes are provided at the base of the frame and in the area of the moving equipment, to facilitate the flow of fuel with a small throttling effect and pressure variation.

L'armature 149 montée dans la partie inférieure 151 du boîtier,. comporte une partie inférieure et une partie supérieure. La faible longueur des plages de contact de l'é- quipage mobile réduit les effets de frottement. Le corps 152 du gicleur, en forme de rondelle, est enfoncé à force dans le boîtier, et présente une fréquence naturelle assez basse. The armature 149 mounted in the lower portion 151 of the housing. has a lower part and an upper part. The short contact lengths of the mobile equipment reduce the effects of friction. The body 152 of the nozzle, in the form of a washer, is forced into the housing, and has a low natural frequency.

L'usinage du corps du gicleur et du trou du siège peut s'ef- fectuer en une seule opération, sans avoir à changer de bridage.The nozzle body and the seat hole can be machined in a single operation without having to change the clamping.

On règle la course de l'armature en modifiant la position du noyau 142. Ensuite, on enfonce à force le doigt de réglage 140 dans le boitier 141, pour régler l'effort mécanique en fin de course. Comme le noyau et le doigt de réglage ont le même diamètre la fabrication s'en trouve simplifiée. The race of the armature is adjusted by modifying the position of the core 142. Then, force is pressed the adjusting finger 140 in the housing 141, to adjust the mechanical stress end of stroke. As the core and the adjusting finger have the same diameter manufacturing is simplified.

Pour évacuer la chaleur, on fait circuler constamment du carburant frais dans la soupape d'injection. Le carburant circule en passant à travers de grands trous, qui peuvent avoir une orientation tangentielle pour provoquer un écoulement en tourbillon. Ensuite, le carburant arrive en regard du siège de la soupape, pour s'écouler après cela dans le boîtier, en traversant l'armature et sortir en passant entre le noyau et le doigt de réglage. I1 est donc inutile de prévoir des trous radiaux dans ces pièces. To evacuate the heat, fresh fuel is constantly circulated in the injection valve. The fuel flows through large holes, which may have a tangential orientation to cause vortex flow. Then, the fuel arrives opposite the seat of the valve, to flow after that into the housing, crossing the armature and out passing between the core and the adjusting finger. It is therefore unnecessary to provide radial holes in these parts.

Le dispositif atomiseur est enfoncé à force dans la base du boîtier. Une jupe isolante 153, en matière à faible conductivité thermique, assure la protection contre la chaleur. Le dispositif atomiseur comporte une monture tubulaire 154 pour le tube de mélange 155. Celui-ci comporte en haut une collerette de fixation engagée à force dans la monture tubulaire. L'air chaud servant à l'atomisation arrive par un raccord 156 qui débouche dans la monture tubulaire du tube de mélange. Le courant d'air chaud circule ainsi en montant autour du tube de mélange, en sens inverse du jet de carburant atomisé, jusqu'à une tuyère annulaire, disposée en saillie externe en haut du tube de mélange. Ainsi le tube de mélange subit un chauffage intense, assurant l'évaporation du carburant qui pourrait tendre à se condenser à l'intérieur du tube.Près de son extrémité de sortie, le tube de mélange porte des saillies de guidage obliques, pour assurer le centrage du tube de mélange, et communiquer un effet de tourbillon au courant d'air d'atomisation. Le courant d'air chaud sortant de la tuyère annulaire forme ainsi un tourbillon autour du jet de carburant qui est projeté pour se pulvériser au centre du tourbillon d'air chaud où existe une dépression favorable pour assurer l'accélération des goutte lettes de carburant. I1 se produit ainsi un rapport de pression supercritique entre l'air d'atomisation et la pression qui règne dans la tubulure d'aspiration du moteur, et ceci provoque des chocs de compression qui améliorent l'effet d'a t omisat ion.  The atomizer device is forced into the housing base. An insulating skirt 153, in low thermal conductivity material, provides protection against heat. The atomizer device comprises a tubular mount 154 for the mixing tube 155. The latter comprises at the top a fastening collar forcibly engaged in the tubular mount. The hot air for atomization arrives via a connector 156 which opens into the tubular frame of the mixing tube. The flow of hot air thus circulates by mounting around the mixing tube, in the opposite direction of the atomized fuel jet, to an annular nozzle disposed externally at the top of the mixing tube. Thus the mixing tube undergoes intense heating, ensuring the evaporation of the fuel which could tend to condense inside the tube. Near its outlet end, the mixing tube carries oblique guiding projections, to ensure the centering the mixing tube, and impart a vortex effect to the atomizing air stream. The hot air stream exiting the annular nozzle thus forms a vortex around the jet of fuel which is projected to spray in the center of the hot air vortex where there is a favorable depression to ensure the acceleration of the droplets of fuel. This results in a supercritical pressure ratio between the atomizing air and the pressure prevailing in the suction pipe of the engine, and this causes compressive shocks which improve the effect of omission.

Pour conclure, on donne ci-après quelques indications sur le mode de réalisation de la pompe à carburant et sur le système de commande électrique de celle-ci,
Pour faire fonctionner la soupape d'injection conforme à l'invention, en y créant la pression nécessaire pour le carburant, il faut une pompe d'alimentation. Pour des pressions d'alimentation de faible valeur, on connaît divers genres de pompes. La régulation de pression d'arrivée du carburant peut alors être réalisée, d'une manière connue, par simple effet de décharge du carburant en excès, Mais on se heurte à des problèmes particuliers dans le cas de pompes destinées à alimenter la soupape d'injection conforme à l'invention, sous une pression de l'ordre de 1.000 bars.A cause de cette pression on est obligé d'avoir recours uniquement à une pompe à piston, La puissance à fournir pour entraîneur cette pompe est très élevée, et pour réduire la consommation de puissance, il est donc souhaitable que le débit volumétrique de -la pompe ne soit pas plus élevé qu'il ne faut à chaque régime de fonctionnement du moteur concerné. Par exemple, on peut commander le piston de la pompe à l'aide d'un excentrique réglable, Mais la puissance absorbée par une pompe à excentrique de ce genre présente un hystérésis important, et un dispositif de réglage direct comportant un vérin pour agir sur un levier de commande de l'excentrique produit des réactions inacceptables sur la pression ainsi obtenue, En outre, les transmissions à levier présentent des difficultés, à cause de la valeur élevée à prévoir pour le rapport de transmission, et des efforts extrêmement élevés qu'il faut appliquer au levier, C'est pourquoi il est souhaitable d'assurer un réglage indirect de la pompe. Habituellement, on peut se contenter d'avoir une pompe à un seul piston et se passer d'accumulateur, l'effet d'accumulation étant ainsi assuré grâce à la compressibilité du carburant et à l'élasticité des canalisations.
To conclude, we give below some indications on the embodiment of the fuel pump and on the electrical control system thereof,
To operate the injection valve according to the invention, by creating the necessary pressure for the fuel, a feed pump is required. For low value feed pressures, various kinds of pumps are known. The regulation of the fuel supply pressure can then be carried out, in a known manner, by the simple effect of discharging the excess fuel. However, particular problems are encountered in the case of pumps intended to supply the valve of injection in accordance with the invention, under a pressure of the order of 1000 bar.A Because of this pressure it is necessary to use only a piston pump, the power to provide coach this pump is very high, and to reduce the power consumption, it is therefore desirable that the volumetric flow of the pump is not higher than necessary at each operating speed of the engine concerned. For example, the pump piston can be controlled by means of an adjustable eccentric, but the power absorbed by such an eccentric pump has a high hysteresis, and a direct adjustment device comprising a jack for acting on a control lever of the eccentric produces unacceptable reactions on the pressure thus obtained. In addition, the levered transmissions present difficulties, because of the high value to be provided for the transmission ratio, and the extremely high forces which it is necessary to apply to the lever, which is why it is desirable to provide an indirect adjustment of the pump. Usually, it is sufficient to have a pump with a single piston and to dispense with accumulator, the accumulation effect being thus ensured thanks to the compressibility of the fuel and the elasticity of the pipes.

On a représenté sur la Figure 10 le schéma d'un circuit de commande d'une pompe à carburant à réglage indirect. Une pompe auxiliaire assure d'abord l'envoi du carburant à pression sensiblement constante dans un accumulateur, d'où le carburant sort pour passer à travers une soupape de réglage avant d'aboutir à la pompe à haute pression. On peut régler la pression de la pompe auxiliaire d'alimentation de manière simple, par décharge du carburant en excès. Le débit volumétrique de la pompe à haute pression est réglable, au moyen d'un vérin à basse pression. La pression de la pompe à haute pression agit sur le régulateur de pression; celui-ci comporte un piston soumis d'un côté à la haute pression et de l'autre côté à l'effort d'un ressort antagoniste réglable. FIG. 10 shows the diagram of a control circuit of an indirectly adjustable fuel pump. An auxiliary pump first sends the substantially constant pressure fuel into an accumulator, from where the fuel exits to pass through a regulating valve before reaching the high pressure pump. The pressure of the auxiliary supply pump can be adjusted simply by discharging the excess fuel. The volumetric flow rate of the high pressure pump is adjustable by means of a low pressure cylinder. The pressure of the high pressure pump acts on the pressure regulator; it comprises a piston subjected on one side to the high pressure and on the other side to the force of an adjustable counter-spring.

Ainsi, la valeur de la pression de consigne correspond à la course du piston du régulateur. De préférence, on utilise un ressort antagoniste constitué par des groupes de coupelles élastiques, car on obtient ainsi un rapport élevé entre effort en jeu et le déplacement du piston. Sous l'action du régùlateur, le vérin à basse pression se trouve tantôt relié à la bâche d'évacuation, et tantôt à la pompe auxiliaire d'alimentation. Pour créer un effet d'hystérésis afin d'éviter les difficultés dues à des oscillations, on peut prévoir un recouvrement entre les positions du régulateur. Il est commode de disposer la sortie du régulateur au voisinage du circuit à haute dépression, pour que le régulateur serve aussi de soupape de sûreté en cas d'anomalie de fonctionnement de la pompe.Thus, the value of the setpoint pressure corresponds to the piston stroke of the regulator. Preferably, an opposing spring constituted by groups of elastic cups is used, because a high ratio between the force involved and the displacement of the piston is thus obtained. Under the action of the regulator, the low pressure cylinder is sometimes connected to the discharge tank, and sometimes to the auxiliary supply pump. To create a hysteresis effect in order to avoid the difficulties due to oscillations, it is possible to provide an overlap between the positions of the regulator. It is convenient to have the output of the regulator in the vicinity of the high vacuum circuit, so that the regulator also serves as a safety valve in case of malfunction of the pump.

Dans la soupape d'injection conforme à l'invention, l'énergie cinétiquede l'armature sert à provoquer l'ouverture de l'aiguille d'injection, et le délai qui s'écoule, entre l'instant où s'établit le courant d'excitation, et l'instant où s'amorce le mouvement de l'aiguille, dépend dans une large mesure de l'ordre-de grandeur de la tension du courant d'excitation. Pour éviter la dépense supplémentaire d'un circuit électronique réagissant en fonction des fluctuations de cette tension, il est préférable de stabiliser cette tension par un dispositif électronique.Comme on n'utilise pas la puissance normale d'un transistor de commutation sous la tension de 12 V qui est habituelle sur un véhicule, et qu'il faut en outre réduire l'intensité, il est intéressant d'augmenter la tension de commande au-delà de cette valeur habituelle de 12 V, jusqu'à une valeur comprise de préférence entre 60 et 100 V. Pour augmenter ainsi la tension, il faut un transformateur électronique, en général pourvu d'un transducteur. Pour commander des électro-aimants ayant un faible taux de pertes par courants de Foucault, on peut réduire d'une manière importante les frais à prévoir pour les composants, en supprimant le transducteur, dont l'enroulement de l'électro- aimant pourra alors tenir lieu.L'énergie accumulée pour 1'excitation peut alors être déchargée entre les phases d'excitation par l'intermédiaire d'une ou plusieurs diodes, pour charger un condensateur de réserve. On va exposer le mode de fonctionnement d'un tel circuit, en référence à la Figure lla.  In the injection valve according to the invention, the kinetic energy of the armature serves to cause the opening of the injection needle, and the time that elapses, between the moment when the The current of excitation, and the moment when the movement of the needle starts, depends to a large extent on the order of magnitude of the voltage of the excitation current. To avoid the additional expense of an electronic circuit responsive to the fluctuations of this voltage, it is preferable to stabilize this voltage by an electronic device. As we do not use the normal power of a switching transistor under the voltage of 12 V which is usual on a vehicle, and that it is necessary to further reduce the intensity, it is interesting to increase the control voltage beyond this usual value of 12 V, up to a value of preferably between 60 and 100 V. To increase the voltage, an electronic transformer is needed, usually with a transducer. In order to control electromagnets having a low rate of eddy current losses, the costs to be expected for the components can be substantially reduced by eliminating the transducer, the winding of the electromagnet of which can then be reduced. The accumulated energy for excitation can then be discharged between the excitation phases via one or more diodes to charge a reserve capacitor. We will expose the operating mode of such a circuit, with reference to Figure lla.

La figure lla représente un circuit de commande, pour actionner deux soupapes d'injection électromagnétiques
M1 et M2. Cependant, ce circuit convient aussi pour commander un nombre quelconque de soupapes d'injection, pourvu que les phases de fonctionnement de ces différentes soupapes ne se recouvrent pas. Le circuit comporte un condensateur de charge CL de forte capacité. Lorsque le courant d'excitation est coupé sur l'électro-aimant d"une soupape, le condensateur CL se charge sous l'effet de l'énergie du champ électromagnétique d'excitation, à une tension supérieure à celle du circuit de bord du véhicule en cause Une diode de Zener ZD est prévue pour limiter la tension, en cas d'anomalie de fonctionnement du circuit.Le condensateur est monté en série sur la tension d'alimentation fournie par le circuit de bord, si bien que pour l'excitation des electroalmants, la tension de bord et celle du condensateur- s'ajoutent. Pour plus de clarté, on n'a -pas représenté le circuit logi-que de commande. On expose ci-après le mode de fonctionnement du cir cuit considéré, dans le cas où il s'agit d'assurer la manoeuvre cyclique de l'électro-aimant M1. On suppose que le condensateur de charge a déjà été chargé à la pleine valeur de sa tension de fonctionnement.
FIG. 11a shows a control circuit for actuating two electromagnetic injection valves
M1 and M2. However, this circuit is also suitable for controlling any number of injection valves, provided that the operating phases of these different valves do not overlap. The circuit has a high capacitance capacitor CL. When the excitation current is cut off on the electromagnet of a valve, the capacitor CL charges under the effect of the energy of the electromagnetic excitation field, at a voltage greater than that of the on-board circuit. vehicle in question A Zener ZD diode is provided to limit the voltage in case of malfunction of the circuit. The capacitor is connected in series with the supply voltage supplied by the on-board circuit, so that for the The excitation of the electromagnets, the edge voltage and that of the capacitor, are added.For the sake of clarity, the control circuit has not been represented.The mode of operation of the circuit under consideration is explained below. in the case where it is necessary to ensure the cyclic operation of the electromagnet M1, it is assumed that the charge capacitor has already been charged to the full value of its operating voltage.

Au début de la période d'excitation de l'électro- aimant M1, les deux transistors T1 et T2 sont fermés en même temps2 de sorte que l'électro-aimant reçoit une tension égale à la somme de la tension du circuit de bord et de la tension de charge du condensateur. La diode D1 empêche un courtcircuit du condensateur. Grâce à la valeur élevée de la tension qu'il reçoit ainsi, l'électro-aimant se trouve excité rapidement sous une intensité relativement faible. On appelle cette phase la phase d'excitation rapide. Vers la fin de cette phase d'excitation rapide, on coupe le transistor T1.L'intensité de maintien qui est alors nécessaire est hachée en modulant l'intensité d'alimentation fournie par le circuit de bord, à travers la diode D1. Au cours des phases de rupture du courant - du transistor T3, on peut obtenir une chute lente ou rapide de l'intensité d'excitation. On obtient une chute rapide en coupant le transistor T2, ce qui assure un envoi d'énergie au condensateur de charge à travers les diodes D1 et D2 Lorsqu'on ferme le transistor T2, l'electro-aimant est coùrt-circuité à travers la diode D3, ce qui provoque une chute de courant très lente, sans envoi d'énergie au condensateur de charge. Ainsi, on peut facilement régler la tension du condensateur de charge en agissant sur le transistor T2, pour fermer ou couper celui-ci de préférence pendant les phases de courant de maintien.-En outre, le circuit proposé assure une grande liberté, quant au -choix de l'allure du courant d'excitation pendant la levée de 1'aiguille d'injection, et ensuite. At the beginning of the excitation period of the electromagnet M1, the two transistors T1 and T2 are closed at the same time2 so that the electromagnet receives a voltage equal to the sum of the voltage of the on-board circuit and the charge voltage of the capacitor. The diode D1 prevents a short circuit of the capacitor. Thanks to the high value of the voltage that it receives, the electromagnet is excited quickly under a relatively low intensity. This phase is called the fast excitation phase. Towards the end of this fast excitation phase, the transistor T1 is turned off. The sustaining intensity which is then necessary is minced by modulating the supply intensity supplied by the edge circuit, through the diode D1. During the current breaking phases of the transistor T3, a slow or rapid drop in the excitation intensity can be obtained. A fast drop is obtained by cutting the transistor T2, which ensures a sending of energy to the charge capacitor through the diodes D1 and D2. When the transistor T2 is closed, the electromagnet is co-circled through the diode D3, which causes a very slow current drop, without sending energy to the charge capacitor. Thus, it is easy to adjust the voltage of the charge capacitor by acting on the transistor T2, to close or cut it, preferably during the sustain current phases. In addition, the proposed circuit provides a great deal of freedom as to a change in the pace of the excitation current during the lifting of the injection needle, and thereafter.

Lorsqu'il s'agit d'opérer avec des durées d'injection brèves et que le circuit n'a pas encore fonctionné, il peut arriver qu'on ne dispose pas d'une énergie suffisante pour charger le condensateur. En pareil cas, l'excitation de l'électro-aimant se produit avant àu après chaque phase de travail de celui-ci, avec un hachage du courant d'excitation, juste suffisant pour que l'effort magné tique ne dépasse pas encore l'effort mécanique antagoniste I1 est alors possible de transmettre suffisamment d'énergie, même si l'effort antagoniste est faible, car l'effort magnétique augmente suivant une loi quadratique, et l'entrefer est important en position basse de l'armature. On peut également assurer un appoint cl l'énergie transmise grâce à une excitation préalable de ltélectro-aimant.  When it comes to operating with short injection times and the circuit has not yet worked, it may happen that there is not enough energy to charge the capacitor. In such a case, the excitation of the electromagnet occurs before or after each working phase thereof, with a chopping of the excitation current, just sufficient for the magnetic force not to exceed the current. It is then possible to transmit sufficient energy, even if the antagonistic force is low, because the magnetic force increases according to a quadratic law, and the gap is important in the low position of the armature. It is also possible to provide an additional energy and the transmitted energy by prior excitation of the electromagnet.

Pour étudier l'allure du courant qui s'établit pour commander ltélectro-aimant, il faut évidemment monter -des capteurs à résistance dans le circuit. On ne les a pas représentés pour plus de clarté. Pour faire varier. le processus d'injection, on peut prévoir un réglage de la tension de charge. En particulier pour des soupapes d'injection à basse pression, ce réglage peut être réalisé dans un circuit intégré, associé au circuit logique de déclenchement, ce qui permet de se dispenser de transistors de puissance externes, grâce à une bonne utilisation des tensions des transistors de l'étage de sortie du circuit proposé. En outre, ce circuit présente une grande sécurité,. même en cas d'anomalies de fonctionnement, car l'intensité est toujours limitée par l'enroulement de 1' électro-aimant.  To study the shape of the current which is established to control the electromagnet, it is obviously necessary to mount resistance sensors in the circuit. They have not been represented for clarity. To vary. the injection process, it can provide a setting of the charging voltage. In particular for low pressure injection valves, this adjustment can be performed in an integrated circuit, associated with the logic trigger circuit, which makes it possible to dispense with external power transistors, thanks to a good use of the voltages of the transistors. the output stage of the proposed circuit. In addition, this circuit has a high security. even in case of malfunctions, because the intensity is always limited by the winding of 1 electromagnet.

On peut encore améliorer la stabilité du processus de soulèvement grâce à un couplage de l'énergie du champ magnétique obtenu en déchargeant le condensateur0 Cette décharge peut s'effectuer au cours d'une demi-oscillation, mais il faut pour celà des circuits de commande onéreux On peut avoir des circuits particulièrement simples, si on effectue cette transmission d'énergie en un quart d'oscillation seulement, comme dans le cas du circuit de la Figure llb. Dans ce circuit, la logique de déclenchement est très peu onéreuse, et l'ensemble du circuit convient en particulier pour commander des soupapes d'injection à haute pression
Dans le circuit de la Figure llb, on utilise un condensateur de charge CL ayant une capacité relativement faible.L'énergie accumulée dans ce condensateur varie en fonction linéaire de sa capacité, et en fonction du carré de la tension de charge. On choisit la valeur de la tension de charge pour assurer l'accumulation d'une quantité d'éner gie suffisante pour une capacité comprise de préférence entre 2 et 10 microfarads. Ceci demande une tension de charge relativement élevée, comprise entre 100 et 300 V environ, suivant la taille de la soupape d'injection. Pour une valeur donnée de la durée de soulèvement et une valeur donnée pour l'inductance de l'électro-aimant, on choisit la valeur de la capacité du condensateur pour avoir une consommation d'énergie minimum.
The stability of the lifting process can be further improved by coupling the energy of the magnetic field obtained by discharging the capacitor. This discharge can be effected during a half-oscillation, but this requires control circuits. It is possible to have particularly simple circuits if this energy transmission is carried out in only one quarter oscillation, as in the case of the circuit of FIG. 11b. In this circuit, the trip logic is very inexpensive, and the entire circuit is particularly suitable for controlling high-pressure injection valves.
In the circuit of FIG. 11b, a capacitor CL with a relatively low capacitance is used. The energy accumulated in this capacitor varies in linear function of its capacitance, and as a function of the square of the charging voltage. The value of the charging voltage is chosen to ensure the accumulation of a sufficient amount of energy for a capacity preferably comprised between 2 and 10 microfarads. This requires a relatively high charging voltage of between about 100 and 300 V, depending on the size of the injection valve. For a given value of the duration of lifting and a given value for the inductance of the electromagnet, the value of capacitance of the capacitor is chosen to have a minimum energy consumption.

A partir d'une source extérieure de courant, on charge le condensateur à la tension UH. En principe, on peut utiliser comme source de tension- un oscillateur du type dit à blocage ou du type sans blocage. Dans un oscillateur sans blocage, la transmission d'énergie s'effectue au cours de la phase d'écoulement du transducteur.- L'étude théorique montre que même en chargeant le condensateur au régime de rendement idéal de l'oscillateur, il est impossible de dépasser un rendement de 50 % quant à l'énergie envoyée ainsi au condensateur, à cause de la perte considérable due à la résistance interne.Au contraire, un oscillateur à blocage permet charger le condensateur avec un faible taux de perte, car l'énergie provenant du champ magnétique du transducteur passe pendant la phase de blocage, et les électro-aimants fournissent des impulsions constantes d'énergie, quel que soit la tension de charge. Ainsi, , dans le cas considéré, il convient d'utiliser comme sources de courant uniquement des transformateurs de tension opérant suivant le principe d'un oscillateur à blocage. On limite par un dispositif électronique la valeur maximum de la tension de charge du condensateur, en coupant l'alimentation en énergie. I1 est intéressant -de pouvoir faire varier la tension de charge, pour modifier le processus d'injection. From an external source of current, the capacitor is charged to the voltage UH. In principle, it is possible to use as a voltage source an oscillator of the so-called blocking type or of the non-blocking type. In a non-blocking oscillator, the energy transmission takes place during the flow phase of the transducer. Theoretical study shows that even when charging the capacitor at the ideal efficiency of the oscillator, it is impossible to to exceed a yield of 50% with respect to the energy thus sent to the capacitor, because of the considerable loss due to the internal resistance. On the contrary, a blocking oscillator makes it possible to charge the capacitor with a low rate of loss, because the energy from the magnetic field of the transducer passes during the blocking phase, and the electromagnets provide constant pulses of energy, regardless of the charging voltage. Thus, in the case considered, it is appropriate to use as current sources only voltage transformers operating according to the principle of a blocking oscillator. The maximum value of the charging voltage of the capacitor is limited by an electronic device by cutting off the power supply. It is interesting to be able to vary the charge voltage to modify the injection process.

On peut mettre en oeuvre le circuit de la Figure llb avec un nombre quelconque d'électro-aimants, à volonté, pourvu que leurs phases d'actionnement ne se recouvrent pas. The circuit of FIG. 11b can be operated with any number of electromagnets, at will, provided that their operating phases do not overlap.

On va exposer le mode de fonctionnement d'un système où il s'agit de commander 1'électro-aimant M4. La décharge du condensateur est déclenchée par la fermeture simultanée du thyristor Th et du transistor T3. L'enroulement de l'électro- aimant et le condensateur constituent alors un circuit résonant. Le thyristor Th compris dans ce circuit a pour fonction de basculer, après avoir atteint l'intensité maximum ou lorsque la tension passe par zéro, pour empêcher un retour de courant dans l'enroulement et une charge négative du condensateur.En outre, en isolant ainsi le condensateur de charge, on peut recommencer l'opération de charge même pendant la phase active de ltélectro-aimant, et on peut donc commander de cette manière un grand nombre de soupapes d'injection électromagnétiques, au moyen d'oscillateurs à blocage de faible puissance.We will expose the operating mode of a system where it is a question of controlling the electromagnet M4. The discharge of the capacitor is triggered by the simultaneous closing of thyristor Th and transistor T3. The winding of the electromagnet and the capacitor then constitute a resonant circuit. The thyristor Th included in this circuit has the function of switching, after reaching the maximum intensity or when the voltage goes through zero, to prevent a current return in the winding and a negative charge of the capacitor.In addition, by isolating In this way, the charge capacitor can be used again even during the active phase of the electromagnet, and a large number of electromagnetic injection valves can thus be controlled in this manner by means of blocking oscillators. weak power.

Avec des oscillateurs à blocage de petite taille, il n > y a pas besoin en général de couper l'alimentation, car l'énergie correspondante est trop faible pour empêcher la commutation. Et il suffit donc d'avoir un seul dispositif de régulation pour la tension maximum de charge, qui fonctionne indépendamment des phases d'injection des soupapes ainsi desservies. Mais on peut aussi remplacer le thyristor par une diode, avec il est vrai une durée utile beaucoup plus faible pour la charge du condensateur entre les manoeuvres d > injec- tion, si bien qu'il faut alors un oscillateur à blocage de puissance maximum plus forte. Cependant on peut utiliser au besoin cet oscillateur à blocage pour produire le courant de maintien. With small blocking oscillators, there is usually no need to turn off the power because the corresponding energy is too low to prevent switching. And it is therefore sufficient to have a single regulating device for the maximum load voltage, which operates independently of the injection phases of the valves thus served. But it is also possible to replace the thyristor with a diode, with a much lower useful life for the charge of the capacitor between the injection maneuvers, so that a maximum power blocking oscillator is needed. strong. However, this blocking oscillator can be used as needed to produce the holding current.

La diode D5 évite les court-circuits avec le circuit d'alimentation de bord. Après le blocage du thyristor, l'alimentation se poursuit avec le courant de bord, à la tension UB. Dans le circuit considéré, l'alimentation directe à partir du circuit de bord produit une chute exponentielle d'intensité, à rythme lent, mais avec les soupapes d'injection conformes à l'invention, qui ont un faible taux de pertes par courants de Foucault et un effort de rappel élevé, cette chute n'entraîne pas un délai de retour inacceptable lorsque la durée d'injection est brève. Avec des enroulements dont la résistance est faible il est nécessaire de prévoir en série avec la diode D5 une résistance qui limite l'intensité du courant de maintien. Mieux encore, on peut prévoir alors un circuit de régulation de cette inten sité.D'autre part, en présence d'exigences moins sévères quant à la dynamique et avec des efforts de rappel assez faibles, on peut relier directement la diode D5 à la masse, au lieu de la brancher sur la tension du courant de bord, le courant de maintien étant alors produit par le champ magnétique de 1'électro-aimant Mais si les exigences d'ordre dynamique sont sévères, il est toujours souhaitable de prévoir un dispositif supplémentaire de stabilisation pour le courant de maintien, ou pour la tension d'alimentation. Pour assurer une réduction rapide du champ après une phase d'excitation rapide, on coupe brièvement le transistor à la fin du processus de soulèvement, Pour limiter l'extra-courant de rupture il faut prévoir une protection supplémentaire, évidemment, bien qu'on ne l'ait pas représentée.On peut aussi limiter le courant de maintien en pratiquant des coupures modulées. Les circuits connus de ce genre sont faciles à combiner avec le circuit conforme à l'invention, et il n'y a donc pas lieu d'en donner une description détaillée. Evidemment, lorsqu'on pratique des coupures modulées du courant de maintien, la fidélité du processus d'injection s'en trouve un peu affectée, car les conditions électrodynamiques varient alors un peu dans la phase de retour, selon le sens de variation de l'intensité de maintien, en croissance ou en décroissance, au moment de la coupure complète. Diode D5 prevents short circuits with the on-board power supply. After the blocking of the thyristor, the power supply continues with the edge current at voltage UB. In the circuit considered, the direct supply from the on-board circuit produces an exponential drop in intensity, at a slow rate, but with the injection valves in accordance with the invention, which have a low rate of current losses. Foucault and a high return force, this fall does not cause an unacceptable return delay when the duration of injection is brief. With windings whose resistance is low it is necessary to provide in series with the diode D5 a resistor which limits the intensity of the holding current. Better yet, it is possible to provide a circuit for regulating this intensity. On the other hand, in the presence of less stringent requirements with respect to dynamics and with relatively low return forces, the diode D5 can be directly connected to the Instead of connecting it to the on-board voltage, the holding current is then produced by the magnetic field of the solenoid. However, if the dynamic requirements are severe, it is always desirable to additional stabilizing device for the holding current, or for the supply voltage. To ensure a rapid reduction of the field after a fast excitation phase, the transistor is briefly cut at the end of the lifting process. To limit the extra-breaking current, it is necessary to provide additional protection, of course, although It can also limit the holding current by practicing modulated cuts. The known circuits of this kind are easy to combine with the circuit according to the invention, and it is therefore not necessary to give a detailed description. Obviously, when modulated cuts of the holding current are used, the fidelity of the injection process is slightly affected, since the electrodynamic conditions then vary a little in the return phase, depending on the direction of variation of the maintaining intensity, growing or decreasing, at the time of complete cut-off.

En conclusion, il convient de bien préciser que les dispositions prévues dans l'invention ne sont pas uniquement applicables aux soupapes d'injection électromagnétiques du genre considéré. En effet, les dispositions conformes à l'invention peuvent être utilisées dans tous les cas où il s'agit de réaliser des mouvements de retour très rapides, avec une grande fidélité et une très faible consommation d'énergie. En outre, les soupapes d'injection proposées peuvent être utilisées sous une forme légèrement modifiée, pour réaliser des électro-vannes rapides pour des circuits de fluides et notamment des circuits hydrauliques quelconques.En particulier on peut utiliser également les électro-aimants déjà proposés par le Demandeur dans -DE --A 3 314 900, en y prévoyant les ouvertures de grande surface proposées plus haut, et en renforçant les éléments des circuits magnétiques par des nervures ou des bords tombés. On peut prévoir sur ces circuits magnétiques des faces polaires élargies et/ou en collerettes. In conclusion, it should be made clear that the arrangements provided for in the invention are not only applicable to electromagnetic injection valves of the kind under consideration. Indeed, the arrangements according to the invention can be used in all cases where it is to achieve very fast return movements, with great fidelity and very low energy consumption. In addition, the proposed injection valves can be used in a slightly modified form, to realize fast electro-valves for fluid circuits and in particular any hydraulic circuits. In particular one can also use the electromagnets already proposed by the Applicant in DE-A 3,314,900, by providing for the large surface openings proposed above, and by reinforcing the elements of the magnetic circuits by ribs or fallen edges. These magnetic circuits can be provided with enlarged polar faces and / or flanges.

D'autre part on peut réaliser les pièces élémentaires des soupapes d'injection électromagnétiques en les fabriquant de diverses manières; par exemple, on peut confectionner les pièces de ltélectro-aimant par frittarge, emboutissage, par formage au tour, ou encore en les usinant avec enlèvement de copeaux. On the other hand the elementary parts of the electromagnetic injection valves can be made by manufacturing them in various ways; for example, the electromagnet parts can be made by frittarge, stamping, lap forming, or machining with chip removal.

Il est possible d'utiliser un effet de retour hydraulique dans presque toutes les soupapes d'injection connues, du type à basse pression comportant une armature guidée dans le sens radial. I1 suffit pour cela d'assurer un étranglement du courant de carburant à l'intérieur de la soupape, entre le haut et le bas des parties mobiles, afin obtenir un effort de rappel en fonction du débit.  It is possible to use a hydraulic return effect in almost all known injection valves of the low pressure type having a radially guided armature. For this purpose, it is sufficient to ensure a throttling of the fuel flow inside the valve, between the top and bottom of the moving parts, in order to obtain a return force as a function of the flow rate.

Claims (1)

REVENDICATION CLAIM Procédé pour repousser la limite de détonation dans un moteur à explosion a allumage commandé, comportant un dispositif d'injection d'eau dans la tubulure d'aspiration, caractérisé en ce qu'on effectue l'injection d'eau seulement aux régimes de grande puissance du moteur, et surtout en fonction des indications d'un détecteur de détonation.  Method for increasing the detonation limit in a spark-ignition engine, comprising a device for injecting water into the suction pipe, characterized in that the injection of water is carried out only at large regimes engine power, and especially according to the indications of a detonation detector.
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