FR2744766A1 - Electrically-controlled injection valve for motor vehicle IC engine - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une électrovanne notamment d'impact pour un système d'injection de carburant par effet de coup de bélier dans un moteur thermique de véhicule. The present invention relates to a solenoid valve in particular impact for a fuel injection system by water hammer effect in a vehicle engine.
Les normes de lutte contre la pollution ainsi que les économies d'énergie imposées aux constructeurs de véhicules ont conduit ceux-ci à développer différents systèmes d'injection de carburant dans les moteurs. Pollution control standards as well as the energy savings imposed on vehicle manufacturers have led them to develop different fuel injection systems in engines.
Parmi les différentes solutions développées, l'injection de carburant directe dans une chambre de combustion du moteur présente un certain nombre d'avantages, notamment pour les moteurs à deux temps, dans lesquels la séparation du comburant et du carburant permet de réaliser la phase de balayage sans perte de ce dernier, contrairement aux solutions d'alimentation par carburateur par exemple. Among the various solutions developed, direct fuel injection into an engine combustion chamber has a number of advantages, in particular for two-stroke engines, in which the separation of the oxidizer and the fuel makes it possible to carry out the phase of sweeping without loss of the latter, unlike carburetor supply solutions for example.
Cet avantage conduit à des gains considérables en émissions polluantes et en consommation de carburant. This advantage leads to considerable gains in polluting emissions and fuel consumption.
Toutefois, ceci nécessite des systèmes d'injection performants capables de délivrer des quantités variables de carburant à des fréquences souvent élevées et ce, avec des caractéristiques d'atomisation du carburant suffisantes pour assurer le démarrage et le déroulement de la combustion dans le moteur. However, this requires efficient injection systems capable of delivering variable quantities of fuel at often high frequencies, with sufficient atomization characteristics of the fuel to ensure the start and the course of combustion in the engine.
C'est ainsi par exemple que dans le cadre des systèmes d'injection dits à réserve de carburant et injecteur électromagnétique, on constate une tendance générale à augmenter la pression dans la réserve de carburant, en amont de l'injecteur,
Or, l'énergie nécessaire pour une telle augmentation de pression doit être fournie par le moteur luimême ou par une source d'énergie annexe et embarquée à bord du véhicule si l'application concerne un véhicule. Ce surplus d'énergie nécessaire est naturellement un inconve- nient, notamment dans le cadre des moteurs de petites cylindrées dans lesquels ni le moteur, ni son environnement ne permettent une consommation énergétique importante.For example, in the context of so-called fuel reserve and electromagnetic injector injection systems, there is a general tendency to increase the pressure in the fuel reserve, upstream of the injector,
However, the energy necessary for such an increase in pressure must be supplied by the engine itself or by an auxiliary energy source and on board the vehicle if the application relates to a vehicle. This excess energy required is naturally a drawback, especially in the case of small displacement engines in which neither the engine nor its environment allows significant energy consumption.
Par ailleurs, l'utilisation de systèmes d'injection synchronisés au moteur, par exemple par arbre à cames, conduit à des variations importantes de l'allure de la pression dans le système d'injection en fonction du régime, avec une influence négative sur la formation du mélange et la combustion dans le moteur. Furthermore, the use of injection systems synchronized with the engine, for example by camshaft, leads to significant variations in the shape of the pressure in the injection system as a function of the speed, with a negative influence on mixture formation and combustion in the engine.
C'est pour ces différentes raisons que des systèmes d'injection de carburant basés sur un effet dit de coup de bélier, ont été développés dans l'état de la technique. It is for these various reasons that fuel injection systems based on a so-called water hammer effect have been developed in the state of the art.
Ce type de systèmes étant bien connu dans l'état de la technique, on ne le décrira pas en détail par la suite. This type of system being well known in the state of the art, it will not be described in detail below.
On notera simplement qu'une électrovanne dite d'impact est raccordée à l'injecteur de carburant dans le moteur, pour créer par ouverture et fermeture successives de celle-ci, des ondes de pression de carburant au niveau de l'injecteur. It will simply be noted that a so-called impact electrovalve is connected to the fuel injector in the engine, to create, by successive opening and closing of the latter, fuel pressure waves at the level of the injector.
Ceci permet alors d'injecter directement du carburant dans la chambre de combustion du moteur. This then makes it possible to inject fuel directly into the combustion chamber of the engine.
D'une manière générale, les électrovannes et notamment les électrovannes d'impact pour de tels systèmes, comportent un corps de vanne tubulaire présentant à ses extrémités, une entrée et une sortie de carburant et dans lequel est disposée une bobine d'électro-aimant associée à une pièce magnétique tubulaire et à un noyau plongeur tubulaire. In general, the solenoid valves and in particular the impact solenoid valves for such systems, comprise a tubular valve body having at its ends, a fuel inlet and outlet and in which is arranged an electromagnet coil associated with a tubular magnetic part and a tubular plunger core.
Cette pièce magnétique et ce noyau plongeur sont disposés l'un dans le prolongement de l'autre dans l'évidement de la bobine d'électro-aimant et le noyau plongeur est relié à des moyens d'obturation de la sortie du corps de vanne, pour commander l'ouverture et la fermeture de celle-ci en réponse à une commande de l'alimentation de la bobine d'électro-aimant, par déplacement axial du noyau plongeur par rapport à la pièce magnétique. This magnetic piece and this plunger core are arranged one in the extension of the other in the recess of the electromagnet coil and the plunger core is connected to means for closing the outlet of the valve body. , to control the opening and closing thereof in response to a command to supply the electromagnet coil, by axial displacement of the plunger core relative to the magnetic part.
Par ailleurs, des moyens de guidage des déplacements du noyau plongeur et des moyens élastiques de sollicitation de celui-ci en position de fermeture des moyens d'obturation, sont également prévus. Furthermore, means for guiding the displacements of the plunger core and elastic means for biasing the latter in the closed position of the shutter means are also provided.
Dans l'état de la technique, ces moyens de guidage sont disposés autour du noyau plongeur entre celui-ci et la bobine d'électro-aimant, tandis que les moyens élastiques sont directement interposés entre les surfaces en regard de la pièce magnétique et du noyau plongeur. In the prior art, these guide means are arranged around the plunger core between the latter and the electromagnet coil, while the elastic means are directly interposed between the facing surfaces of the magnetic part and the plunger core.
On conçoit cependant qu'une telle structure présente un certain nombre d'inconvénients notamment au niveau de sa complexité, des pertes magnétiques causées par la présence des moyens de guidage qui forment un obstacle aux lignes de flux magnétique de la bobine d'électro-aimant, des risques de blocage de ce noyau plongeur et des frottements engendrés entre celui-ci et ces moyens de guidage. It is understood, however, that such a structure has a number of drawbacks, in particular in terms of its complexity, magnetic losses caused by the presence of the guide means which form an obstacle to the magnetic flux lines of the electromagnet coil. , risks of blocking of this plunger core and friction generated between it and these guide means.
Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. The object of the invention is therefore to solve these problems.
A cet effet, l'invention a pour objet une électrovanne notamment d'impact pour un système d'injection de carburant par effet de coup de bélier dans un moteur thermique de véhicule, du type comportant un corps de vanne tubulaire présentant à ses extrémités, une entrée et une sortie de carburant et dans lequel est disposée une bobine d'électro-aimant associée à une pièce magnétique tubulaire et à un noyau plongeur tubulaire, disposés l'un dans le prolongement de l'autre dans l'évidement de la bobine d'électro-aimant, le noyau plongeur étant relié à des moyens d'obturation de la sortie du corps de vanne, pour commander l'ouverture et la fermeture de celle-ci en réponse à une commande de l'alimentation de la bobine d'électro-aimant, par déplacement axial du noyau plongeur par rapport à la pièce magnétique, des moyens de guidage des déplacements du noyau plongeur et des moyens élastiques pour solliciter le noyau plongeur en position de fermeture des moyens d'obturation, caractérisée en ce que les moyens de guidage des déplacements du noyau plongeur comportent un manchon de guidage tubulaire, dont une première extrémité s'étend dans la pièce magnétique et dont une seconde extrémité fait saillie au-delà de cette pièce magnétique et en ce que le noyau plongeur tubulaire est disposé sur cette seconde extrémité du manchon de guidage. To this end, the subject of the invention is a solenoid valve, in particular an impact valve for a system of injecting fuel by water hammer in a vehicle heat engine, of the type comprising a tubular valve body having at its ends, a fuel inlet and outlet and in which is disposed an electromagnet coil associated with a tubular magnetic part and a tubular plunger core, arranged one in the extension of the other in the recess of the coil electromagnet, the plunger core being connected to means for closing the outlet of the valve body, to control the opening and closing of the latter in response to a command to supply the coil d electromagnet, by axial displacement of the plunger core relative to the magnetic part, means for guiding the displacements of the plunger core and elastic means for urging the plunger core in the closed position of the means of obturation, characterized in that the means for guiding the displacements of the plunger core comprise a tubular guide sleeve, a first end of which extends into the magnetic part and a second end of which projects beyond this magnetic part and in that the tubular plunger core is disposed on this second end of the guide sleeve.
Avantageusement, les moyens élastiques de sollicitation du noyau plongeur sont disposés dans l'évidement de celui-ci dans le prolongement du manchon de guidage entre la seconde extrémité de celui-ci et une surface de butée correspondante du noyau plongeur. Advantageously, the elastic means for biasing the plunger core are disposed in the recess thereof in the extension of the guide sleeve between the second end of the latter and a corresponding abutment surface of the plunger core.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé qui représente une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'une électrovanne selon l'invention. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawing which represents a sectional view of an exemplary embodiment of a solenoid valve according to the invention.
On reconnait en effet sur cette figure, une électrovanne désignée par la référence générale 1, qui peut servir d'électrovanne d'impact pour un système d'injection de carburant par effet de coup de bélier dans un moteur thermique de véhicule. We recognize in this figure, a solenoid valve designated by the general reference 1, which can serve as impact solenoid valve for a fuel injection system by water hammer in a vehicle engine.
Ce type de systèmes d'injection de carburant par effet de coup de bélier étant bien connu dans l'état de la technique, on ne le décrira pas en détail. Since this type of water hammer injection systems is well known in the art, it will not be described in detail.
L'électrovanne selon l'invention comporte de manière classique, un corps de vanne tubulaire désigné par la référence générale 2 présentant à ses extrémités, une entrée et une sortie de carburant, respectivement 3 et 4. The solenoid valve according to the invention conventionally comprises a tubular valve body designated by the general reference 2 having at its ends, a fuel inlet and outlet, respectively 3 and 4.
Dans ce corps de vanne est disposée une bobine d'électro-aimant désignée par la référence générale 5, cette bobine d'électro-aimant étant associée à une pièce magnétique tubulaire désignée par la référence générale 6 et à un noyau plongeur tubulaire désigné par la référence générale 7. In this valve body is arranged an electromagnet coil designated by the general reference 5, this electromagnet coil being associated with a tubular magnetic part designated by the general reference 6 and with a tubular plunger core designated by the general reference 7.
La pièce magnétique 6 et le noyau plongeur 7 sont disposés l'un dans le prolongement de l'autre, dans l'évidement de la bobine d'électro-aimant entre l'entrée et la sortie de carburant et le noyau plongeur 7 est relié à des moyens 8 d'obturation de la sortie 4 du corps de vanne 2, pour commander l'ouverture et la fermeture de celle-ci en réponse à une commande de l'alimentation de la bobine d'électro-aimant 5, par déplacement axial du noyau plongeur 7 par rapport à la pièce magnétique. The magnetic part 6 and the plunger core 7 are arranged one in the extension of the other, in the recess of the electromagnet coil between the fuel inlet and outlet and the plunger core 7 is connected to means 8 for closing the outlet 4 of the valve body 2, for controlling the opening and closing of the latter in response to a command to supply the electromagnet coil 5, by displacement axial of the plunger core 7 with respect to the magnetic part.
Les moyens d'obturation peuvent présenter différentes formes appropriées connues dans l'état de la technique. The sealing means can have different suitable forms known in the state of the art.
On notera également que la sortie 4 de ce corps de vanne peut être associée à un embout 9 présentant par exemple un évidement évasé, soit par palier comme cela est représenté, soit de manière continue. It will also be noted that the outlet 4 of this valve body can be associated with a nozzle 9 having for example a flared recess, either in stages as shown, or continuously.
Par ailleurs, des moyens 10 de guidage des déplacements du noyau plongeur 7 et des moyens élastiques 11 de sollicitation de ce noyau plongeur en position de fermeture des moyens d'obturation 8, sont également prévus. Furthermore, means 10 for guiding the displacements of the plunger core 7 and elastic means 11 for biasing this plunger core in the closed position of the shutter means 8 are also provided.
Selon l'invention, les moyens de guidage 10 des déplacements du noyau plongeur comprennent un manchon de guidage tubulaire dont une première extrémité par exemple 10a s'étend dans la pièce magnétique 6 et dont une seconde extrémité par exemple lOb fait saillie au-delà de cette pièce magnétique. Le noyau plongeur 7 est alors disposé sur cette seconde extrémité lOb du manchon de guidage 10 et est donc monté déplaçable à coulissement autour de cette extrémité du manchon de guidage. According to the invention, the means 10 for guiding the displacements of the plunger core comprise a tubular guide sleeve of which a first end for example 10a extends in the magnetic part 6 and of which a second end for example lOb protrudes beyond this magnetic piece. The plunger core 7 is then disposed on this second end 10b of the guide sleeve 10 and is therefore mounted to be movable by sliding around this end of the guide sleeve.
Par ailleurs, les moyens élastiques 11 de sollicitation de ce noyau plongeur en position de fermeture de la sortie du corps de vanne, sont également disposés dans l'évidement de celui-ci, dans le prolongement du manchon de guidage entre la seconde extrémité de celui-ci et une surface de butée correspondante, par exemple 7a, du noyau plongeur. Furthermore, the elastic means 11 for biasing this plunger core in the closed position of the outlet of the valve body, are also disposed in the recess thereof, in the extension of the guide sleeve between the second end of that -ci and a corresponding abutment surface, for example 7a, of the plunger core.
On conçoit en effet par exemple que ces moyens élastiques peuvent comporter un ressort par exemple hélicoïdal disposé dans le noyau plongeur, dans le prolongement du manchon de guidage, l'une des extrémités de ce ressort hélicoïdal 11 étant en appui sur l'extrémité correspondante du manchon de guidage, tandis que l'autre extrémité de celui-ci est en appui sur la surface de butée 7a du noyau plongeur. It is in fact understood, for example, that these elastic means may comprise a spring, for example a helical spring disposed in the plunger core, in the extension of the guide sleeve, one of the ends of this helical spring 11 being in abutment on the corresponding end of the guide sleeve, while the other end of the latter is in abutment on the abutment surface 7a of the plunger core.
On conçoit alors que lors de la commande de l'alimentation de la bobine d'électro-aimant 5, on provoque le déplacement du noyau plongeur 7 de la position de fermeture des moyens d'obturation de la sortie de ce corps de vanne, telle qu'illustrée sur cette figure, vers sa position d'ouverture par déplacement axial de ce noyau plongeur sur l'extrémité correspondante des moyens de guidage et plus particulièrement du manchon de guidage. It can therefore be seen that when the power supply to the electromagnet coil 5 is controlled, the plunger core 7 is caused to move from the closed position of the means for closing the outlet of this valve body, such as as illustrated in this figure, towards its open position by axial displacement of this plunger core on the corresponding end of the guide means and more particularly of the guide sleeve.
Cette structure présente un certain nombre d'avantages, notamment au niveau de sa simplicité de construction et de fonctionnement. This structure has a number of advantages, particularly in terms of its simplicity of construction and operation.
En effet, les moyens de guidage ne forment plus un obstacle aux lignes de flux magnétique de la bobine d'électro-aimant, comme c'était le cas dans l'état de la technique, ce qui permet d'améliorer le rendement magnétique de l'ensemble. In fact, the guide means no longer form an obstacle to the magnetic flux lines of the electromagnet coil, as was the case in the prior art, which makes it possible to improve the magnetic efficiency of all.
Par ailleurs, l'optimisation de la disposition des moyens de guidage et des moyens élastiques de sollici tation du noyau plongeur permet également de réduire l'encombrement de l'électrovanne et de limiter au maximum les risques de blocage du noyau plongeur, tout en permettant à celui-ci de fonctionner à des cadences très élevées comme celles rencontrées dans l'une des applications mentionnées précédemment, c'est-à-dire les systèmes d'injection de carburant dans les moteurs de véhicule. Furthermore, the optimization of the arrangement of the guide means and of the elastic means for biasing the plunger core also makes it possible to reduce the size of the solenoid valve and to minimize the risks of blocking the plunger core, while allowing it to operate at very high rates such as those encountered in one of the applications mentioned above, that is to say the fuel injection systems in vehicle engines.
A cet effet, un injecteur de carburant (non représenté) peut être raccordé par l'intermédiaire par exemple d'une conduite 12 à l'électrovanne, en amont des moyens d'obturation, grâce à des moyens de raccordement quelconques désignés de façon générale par la référence 13 sur la figure. For this purpose, a fuel injector (not shown) can be connected via, for example, a line 12 to the solenoid valve, upstream of the closure means, by means of any connection means generally designated. by reference 13 in the figure.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO1998016737A1 (en) | 1996-10-15 | 1998-04-23 | Peugeot Motocycles S.A. | System for injecting fuel into an internal combustion engine |
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1996
- 1996-02-14 FR FR9601816A patent/FR2744766B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20081031 |