FR3092378A1 - NON-RETURN VALVE - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un clapet anti-retour (70), d’orientation longitudinale, comprenant un corps de clapet (73), un alésage (74) ménagé à l’intérieur du corps de clapet (73) et définissant un passage longitudinal de fluide depuis l’amont vers l’aval du clapet (70), un obturateur (75) monté coulissant longitudinalement dans l’alésage (74) entre une position amont pour laquelle le passage de fluide est empêché et des positions aval pour lesquelles le passage de fluide est autorisé, un élément de rappel (72) étant apte à maintenir l’obturateur (75) dans sa position amont lorsque le débit de fluide en amont du clapet (70) est inférieur à une valeur prédéterminée, caractérisé en ce que l’alésage (74) comprend en aval de ladite position amont une portion longitudinale (P) dont la section transversale augmente depuis l’amont vers l’aval Figure pour l’abrégé : Figure 5The invention relates to a non-return valve (70), of longitudinal orientation, comprising a valve body (73), a bore (74) formed inside the valve body (73) and defining a longitudinal passage of fluid from upstream to downstream of the valve (70), a shutter (75) mounted to slide longitudinally in the bore (74) between an upstream position for which the passage of fluid is prevented and downstream positions for which the passage of fluid is authorized, a return element (72) being able to maintain the shutter (75) in its upstream position when the flow of fluid upstream of the valve (70) is less than a predetermined value, characterized in that the the bore (74) comprises downstream of said upstream position a longitudinal portion (P) whose cross section increases from upstream to downstream Figure for the abstract: Figure 5

Description

CLAPET ANTI-RETOURCHECK VALVE

La présente invention a pour objet un clapet de commande de fluide, et notamment un clapet anti-retour utilisable dans un circuit de carburant de moteur à combustion interne, par exemple un moteur diesel, comportant des injecteurs du type à chambre de commande hydraulique. L’invention permet d’obtenir un réglage précis du débit de carburant injecté par les injecteurs dans les cylindres du moteur, en maîtrisant la pression en aval de la chambre de commande des injecteurs.The subject of the present invention is a fluid control valve, and in particular a non-return valve which can be used in a fuel circuit of an internal combustion engine, for example a diesel engine, comprising injectors of the type with a hydraulic control chamber. The invention makes it possible to obtain precise adjustment of the flow of fuel injected by the injectors into the cylinders of the engine, by controlling the pressure downstream of the control chamber of the injectors.

La figure 1 illustre un circuit de carburant 1 d’un moteur, dans lequel peut être mise en œuvre l’invention.Figure 1 illustrates a fuel circuit 1 of an engine, in which the invention can be implemented.

Le carburant provient d’un circuit d’approvisionnement, non représenté, comprenant un réservoir de carburant et une pompe à basse pression. Le carburant est porté à haute pression par une pompe à haute pression 2, puis il est envoyé dans une rampe commune d’injection à haute pression 3 (« common rail » en langue anglaise) qui dessert des injecteurs 4, ici au nombre de quatre. La pression est ajustée en fonction du point de fonctionnement du moteur, par exemple entre 400 et 2500 bar, généralement en réglant le débit de carburant débité par la pompe à haute pression 2. Le sens de circulation du carburant dans les différentes parties du circuit 1 est indiqué par les flèches 6.The fuel comes from a supply circuit, not shown, comprising a fuel tank and a low pressure pump. The fuel is brought to high pressure by a high pressure pump 2, then it is sent to a common high pressure injection rail 3 ("common rail" in English) which serves injectors 4, here four in number . The pressure is adjusted according to the operating point of the engine, for example between 400 and 2500 bar, generally by adjusting the flow of fuel delivered by the high pressure pump 2. The direction of circulation of the fuel in the different parts of the circuit 1 is indicated by the arrows 6.

La rampe commune 3 peut comporter, à son autre extrémité, un régulateur de pression ou un limiteur de pression, qui est relié à un conduit de retour 5 représenté en pointillé.The common rail 3 may comprise, at its other end, a pressure regulator or a pressure limiter, which is connected to a return pipe 5 shown in dotted lines.

Le carburant est délivré par la rampe commune 3 aux injecteurs 4 qui sont typiquement du type « à chambre de commande hydraulique ». Leur fonctionnement sera décrit ci-dessous.The fuel is delivered by the common rail 3 to the injectors 4 which are typically of the “hydraulic control chamber” type. Their operation will be described below.

Le carburant est injecté sous haute pression dans des chambres de combustion du moteur, non représentées, en dessous des quatre injecteurs 4 sur la figure 1.The fuel is injected under high pressure into the combustion chambers of the engine, not shown, below the four injectors 4 in FIG. 1.

Les injecteurs 4 sont en outre reliés à un circuit de retour du carburant à basse pression, pour l’évacuation du débit de carburant provenant des chambres de commande des injecteurs 4. Ce circuit est équipé d’un clapet 7 dont le rôle est, par son ouverture, de maîtriser la pression du carburant sortant de la chambre de commande des injecteurs 4, de manière à maîtriser le réglage du débit de carburant injecté dans les cylindres.The injectors 4 are also connected to a low-pressure fuel return circuit, for the evacuation of the fuel flow coming from the control chambers of the injectors 4. This circuit is equipped with a valve 7 whose role is, for its opening, to control the pressure of the fuel leaving the control chamber of the injectors 4, so as to control the adjustment of the flow of fuel injected into the cylinders.

Un injecteur dit « à chambre de commande hydraulique » comprend typiquement un corps d’injecteur alésé dans lequel coulisse une aiguille d’injecteur dont une extrémité est logée dans une chambre d’injection reliée à un conduit 8 d’alimentation en carburant à haute pression.A so-called “hydraulic control chamber” injector typically comprises a bored injector body in which an injector needle slides, one end of which is housed in an injection chamber connected to a high-pressure fuel supply conduit 8 .

L’aiguille coopère avec un siège de soupape ménagé dans le corps d’injecteur, de manière à permettre ou à empêcher l’expulsion du carburant vers une chambre de combustion, via au moins un orifice d’injection percé à travers l’extrémité du corps d’injecteur débouchant dans la chambre de combustion. L’expulsion du carburant est matérialisée sous les injecteurs 4 par des flèches verticales 6 dirigées vers le bas de la figure 1.The needle cooperates with a valve seat provided in the injector body, so as to allow or prevent the expulsion of fuel towards a combustion chamber, via at least one injection orifice drilled through the end of the injector body opening into the combustion chamber. The expulsion of the fuel is materialized under the injectors 4 by vertical arrows 6 directed downwards in figure 1.

Dans le cas d’un injecteur à chambre de commande hydraulique, la chambre d’injection est séparée d’une chambre de pression commandée, située à l’autre extrémité du corps d’injecteur. La chambre de pression commandée, également appelée chambre de commande, est généralement reliée, d’une part, au conduit 8 d’alimentation en carburant à haute pression, et, d’autre part, à une canalisation de décharge contenant une vanne de commande ou vanne de décharge, et débouchant dans une zone de basse pression dans un conduit de retour de carburant 9, via des connecteurs 10, des conduits 11, et des connecteurs inter-tuyaux 12. Un capteur de température 13, un conduit de retour à basse pression 14, un connecteur 15 vers le circuit de retour à basse pression, et un conduit 16 acheminant le carburant dans le circuit de retour à basse pression complètent le circuit 1.In the case of an injector with a hydraulic control chamber, the injection chamber is separated from a controlled pressure chamber, located at the other end of the injector body. The controlled pressure chamber, also called the control chamber, is generally connected, on the one hand, to the high-pressure fuel supply line 8, and, on the other hand, to a discharge pipe containing a control valve. or discharge valve, and opening into a low pressure zone in a fuel return conduit 9, via connectors 10, conduits 11, and inter-pipe connectors 12. A temperature sensor 13, a return conduit to low pressure 14, a connector 15 to the low pressure return circuit, and a pipe 16 carrying fuel into the low pressure return circuit complete circuit 1.

Quand l’injecteur 4 est fermé, la vanne de décharge est en position fermée, si bien que les pressions régnant dans la chambre d’injection et la chambre de commande sont identiques. L’aiguille d’injecteur est maintenue plaquée sur son siège de soupape grâce à l’effort exercé par un ressort taré. L’expulsion de carburant est empêchée.When the injector 4 is closed, the relief valve is in the closed position, so that the pressures prevailing in the injection chamber and the control chamber are identical. The injector needle is held pressed against its valve seat by the force exerted by a calibrated spring. Fuel expulsion is prevented.

Lors de la phase d’ouverture de l’injecteur 4, l’aiguille de l’injecteur se soulève de son siège, provoquant la libération du carburant. Elle est soumise à l’action du carburant sous haute pression dans la chambre d’injection, tandis qu’à son autre extrémité la chambre de pression commandée est mise à la décharge brutalement grâce à l’ouverture de la vanne de commande. Cette vanne peut être actionnée grâce à un actionneur solénoïde ou piézoélectrique par exemple.During the opening phase of injector 4, the injector needle lifts from its seat, causing the fuel to be released. It is subjected to the action of fuel under high pressure in the injection chamber, while at its other end the controlled pressure chamber is suddenly discharged by opening the control valve. This valve can be actuated using a solenoid or piezoelectric actuator for example.

Les figures 2 et 3 illustrent un tel injecteur à chambre de commande hydraulique.Figures 2 and 3 illustrate such an injector with a hydraulic control chamber.

Le carburant est acheminé depuis la rampe commune 3 (figure 1) par le conduit 8. Il alimente par deux branches distinctes 17 une chambre d’injection 18 et une chambre de commande 19, visible sous la référence 23 de la figure 3, et située au-dessus d’une aiguille d’injection 20. La chambre de commande 19 est alimentée ici via un premier gicleur 21 et l’expulsion du carburant vers le circuit de retour de carburant se fait via un deuxième gicleur 22 lorsqu’une vanne de commande, appelée vanne de décharge, dont l’extrémité 24 est visible sur la figure 3, est déplacée vers le bas grâce à l’actionnement d’un solénoïde ou d’un piézoélectrique.The fuel is conveyed from the common rail 3 (FIG. 1) by the conduit 8. It supplies by two distinct branches 17 an injection chamber 18 and a control chamber 19, visible under the reference 23 of FIG. 3, and located above an injection needle 20. The control chamber 19 is supplied here via a first nozzle 21 and the expulsion of fuel to the fuel return circuit takes place via a second nozzle 22 when a valve control, called discharge valve, whose end 24 is visible in Figure 3, is moved downwards through the actuation of a solenoid or a piezoelectric.

Quand la vanne de décharge est en position fermée (position « en haut » sur les figures 2 et 3), le carburant dans la chambre de commande 19 est à la pression délivrée par la rampe commune, c’est-à-dire typiquement entre 400 et 2500 bar, selon le point de fonctionnement du régime-charge du moteur, et la chambre de commande 19 est sensiblement étanche. Il y a toutefois, en raison des jeux entre les différents composants de l’injecteur 4 et de la haute pression, un débit non nul de fuites statiques de carburant qui s’écoulent vers le circuit de retour du carburant.When the relief valve is in the closed position (“up” position in FIGS. 2 and 3), the fuel in the control chamber 19 is at the pressure delivered by the common rail, that is to say typically between 400 and 2500 bar, depending on the operating point of the engine speed-load, and the control chamber 19 is substantially sealed. There is however, due to the clearances between the various components of the injector 4 and the high pressure, a non-zero flow of static fuel leaks which flow towards the fuel return circuit.

Quand on ouvre la vanne de décharge (position « en bas » sur les figures 2 et 3), comme la pression régnant à l’autre extrémité de la vanne est à basse pression, un débit de carburant s’écoule de la chambre de commande 19 vers le circuit de retour de carburant. Ceci provoque la remontée de l’aiguille 20 de l’injecteur vers la partie supérieure de la chambre de commande 19 et libère le carburant de la chambre d’injection 18 vers la chambre de combustion.When the relief valve is opened ("down" position in Figures 2 and 3), as the pressure prevailing at the other end of the valve is at low pressure, a flow of fuel flows from the control chamber 19 to the fuel return circuit. This causes the needle 20 of the injector to rise towards the upper part of the control chamber 19 and releases the fuel from the injection chamber 18 into the combustion chamber.

Le débit de carburant qui s’écoule vers la zone de basse pression est la somme du débit de fuites statiques et du débit de fuites dynamiques qui résulte de l’ouverture de la vanne de décharge. Plus précisément, au moment de l’ouverture de la vanne de décharge, le débit de carburant s’écoulant de l’injecteur 4 est encore égal au seuil de débit de fuites statiques. Le clapet 7 (figure 1) est fermé. A mesure que la vanne de décharge s’ouvre, la pression dans le circuit de retour du carburant en amont du clapet anti-retour 7 commence à augmenter sous l’effet de la poussée du carburant mais le clapet 7 reste fermé tant que la pression n’est pas suffisamment élevée. La pression en amont du clapet anti-retour 7 continue à augmenter jusqu’à ce que le clapet 7 s’ouvre. A partir de l’ouverture, le débit traversant le clapet 7 augmente progressivement jusqu’à atteindre le débit de fuite total, c’est-à-dire le débit dit « de commande » de l’injecteur 4 correspondant à la somme du débit statique et du débit dynamique.The fuel flow that flows to the low pressure zone is the sum of the static leak flow and the dynamic leak flow that results from opening the relief valve. More precisely, at the moment of the opening of the relief valve, the flow of fuel flowing from the injector 4 is still equal to the flow threshold of static leaks. Valve 7 (FIG. 1) is closed. As the relief valve opens, the pressure in the fuel return circuit upstream of the non-return valve 7 begins to increase under the effect of the thrust of the fuel, but the valve 7 remains closed as long as the pressure is not high enough. The pressure upstream of the non-return valve 7 continues to increase until the valve 7 opens. From the opening, the flow passing through the valve 7 gradually increases until it reaches the total leakage flow, that is to say the so-called "control" flow of the injector 4 corresponding to the sum of the flow static and dynamic flow.

L’équilibre des forces au niveau de la vanne de décharge de l’injecteur, ou ancre, prend en compte la force de l’actionneur, la force du ressort, la force du carburant sous haute pression dans l’injecteur, la force du carburant sous la vanne dans la chambre, et la force du carburant au-dessus de la vanne dans le circuit de retour du carburant.The balance of forces at the injector dump valve, or anchor, takes into account the force of the actuator, the force of the spring, the force of the high pressure fuel in the injector, the force of the fuel under the valve in the chamber, and the force of the fuel above the valve in the fuel return circuit.

La précision du pilotage de l’injecteur dépend donc de la pression dans le circuit de retour du carburant, cette pression devant être maîtrisée. Pour réguler cette pression, la solution la plus courante est l’emploi d’un clapet sur la ligne de retour.The precision of injector control therefore depends on the pressure in the fuel return circuit, this pressure having to be controlled. To regulate this pressure, the most common solution is to use a valve on the return line.

Par l’expression « précision du pilotage de l’injecteur », on entend le fait que, en fonction de chaque point de fonctionnement régime-charge du moteur, un calculateur du moteur pilote les instants d’ouverture et de fermeture de l’injecteur ainsi que la haute pression du carburant délivrée par la rampe commune, de manière à injecter une quantité bien déterminée de carburant pour réaliser la combustion dans les cylindres.By the expression “accuracy of injector control”, it is meant that, depending on each engine speed-load operating point, an engine computer controls the times of opening and closing of the injector as well as the high fuel pressure delivered by the common rail, so as to inject a well-determined quantity of fuel to carry out combustion in the cylinders.

Cette quantité, ou débit, est une fonction de la durée de la levée de l’aiguille d’injecteur et aussi de la différence de pression qui règne entre d’une part la chambre d’injection (correspondant à la haute pression) et d’autre part la chambre de décharge commandée. Cette dernière pression correspond, aux pertes de charge près entre la vanne de décharge et le clapet 7, à la pression régnant en amont du clapet 7 dans le conduit 9.This quantity, or flow, is a function of the duration of the lift of the injector needle and also of the pressure difference which prevails between the injection chamber on the one hand (corresponding to the high pressure) and d on the other hand the controlled discharge chamber. This last pressure corresponds, except for pressure losses between the relief valve and the valve 7, to the pressure prevailing upstream of the valve 7 in the conduit 9.

La haute pression est bien maîtrisée grâce au réglage du débit de carburant entrant dans la pompe à haute pression. La durée de levée de l’aiguille d’injecteur est également bien maîtrisée grâce à des actionneurs précis, par exemple électriques, qui sont très réactifs.The high pressure is well controlled thanks to the adjustment of the flow of fuel entering the high pressure pump. The lifting time of the injector needle is also well controlled thanks to precise actuators, for example electric, which are very responsive.

En conséquence, il est nécessaire de pouvoir maîtriser la pression en amont du clapet de manière à régler très précisément le débit de carburant injecté dans le cylindre. Idéalement, il conviendrait d’assurer une pression constante connue pendant toute la durée de l’ouverture de la vanne de décharge de l’injecteur, de manière que la différence de pression entre la chambre de commande et la chambre d’injection soit également constante pour un point de fonctionnement donné du moteur, le débit de carburant injecté dans les chambres de combustion étant alors ajustable en ajustant la durée d’injection en proportion.Consequently, it is necessary to be able to control the pressure upstream of the valve so as to regulate very precisely the flow rate of fuel injected into the cylinder. Ideally, a known constant pressure should be ensured for the duration of the opening of the injector relief valve, so that the pressure difference between the control chamber and the injection chamber is also constant. for a given operating point of the engine, the flow rate of fuel injected into the combustion chambers then being adjustable by adjusting the injection duration in proportion.

Tel qu’illustré à la figure 4, un clapet 7 comprend classiquement une bille 71 poussée par un ressort 72 contre une ouverture du circuit basse pression situé en amont du clapet 4, c’est-à-dire à la droite du clapet 7 sur la figure 1, et qui achemine vers le clapet 7 le débit de fuite de carburant depuis la chambre de décharge de l’injecteur. Le sens de circulation du carburant est illustré par les flèches 6.As illustrated in Figure 4, a valve 7 conventionally comprises a ball 71 pushed by a spring 72 against an opening of the low pressure circuit located upstream of the valve 4, that is to say to the right of the valve 7 on Figure 1, and which routes to the valve 7 the flow of fuel leakage from the discharge chamber of the injector. The direction of fuel flow is shown by the arrows 6.

Lorsque la pression de carburant atteint un certain seuil, la bille 71 est repoussée vers la droite par le carburant qui comprime le ressort. Le carburant peut alors s’écouler vers le circuit basse pression situé en aval du clapet 7, à gauche du clapet 7 sur la figure 1, puis être renvoyé dans le réservoir de carburant.When the fuel pressure reaches a certain threshold, the ball 71 is pushed to the right by the fuel which compresses the spring. The fuel can then flow to the low pressure circuit located downstream of valve 7, to the left of valve 7 in Figure 1, then be returned to the fuel tank.

Ce seuil de pression correspond à l’ouverture du clapet anti-retour 7. La pression dans le circuit basse à pression amont, c’est-à-dire la pression dans la chambre de décharge des injecteurs, aux pertes de charge près dans la série des tuyaux qui relient l’injecteur au clapet, est due au clapet anti-retour 7.This pressure threshold corresponds to the opening of the non-return valve 7. The pressure in the low circuit at upstream pressure, that is to say the pressure in the discharge chamber of the injectors, with pressure drops close to the series of pipes that connect the injector to the valve, is due to the non-return valve 7.

Les caractéristiques d’un clapet dépendent du taraudage du ressort, qui donnera la pression d’ouverture, et de la section de passage du fluide, après ouverture du clapet. Plus le débit augmente, plus la pression augmente. Le clapet est donc dimensionné en fonction du débit de retour maximal des injecteurs et d’une pression maximale à ne pas dépasser.The characteristics of a valve depend on the tapping of the spring, which will give the opening pressure, and the section of passage of the fluid, after opening of the valve. As the flow increases, the pressure increases. The valve is therefore sized according to the maximum return flow of the injectors and a maximum pressure not to be exceeded.

Les clapets connus de l’état de la technique, comme par exemple le clapet décrit dans le document FR-A1-2395440, comportent généralement un corps de clapet logeant le ressort et la bille dans un alésage de section sensiblement constante, notamment de forme cylindrique. Avec une telle section de passage constante, lorsque le débit traversant le clapet augmente, la pression augmente. Il n’est ainsi pas possible d’assurer une pression sensiblement constante en amont du clapet.Valves known from the state of the art, such as for example the valve described in the document FR-A1-2395440, generally comprise a valve body housing the spring and the ball in a bore of substantially constant section, in particular of cylindrical shape. . With such a constant passage section, when the flow through the valve increases, the pressure increases. It is thus not possible to ensure a substantially constant pressure upstream of the valve.

La présente invention vise à remédier à ces inconvénients.The present invention aims to remedy these drawbacks.

L’invention a ainsi pour objet un clapet anti-retour, d’orientation longitudinale, comprenant un corps de clapet, un alésage ménagé à l’intérieur du corps de clapet et définissant un passage longitudinal de fluide depuis l’amont vers l’aval du clapet, un obturateur monté coulissant longitudinalement dans l’alésage entre une position amont pour laquelle le passage de fluide est empêché et des positions aval pour lesquelles le passage de fluide est autorisé, un élément de rappel étant apte à maintenir l’obturateur dans sa position amont lorsque le débit de fluide en amont du clapet est inférieur à une valeur prédéterminée.The invention thus relates to a non-return valve, of longitudinal orientation, comprising a valve body, a bore formed inside the valve body and defining a longitudinal fluid passage from the upstream to the downstream of the valve, a shutter mounted to slide longitudinally in the bore between an upstream position for which the passage of fluid is prevented and downstream positions for which the passage of fluid is authorized, a return element being able to hold the shutter in its upstream position when the fluid flow upstream of the valve is less than a predetermined value.

Dans le clapet selon l’invention, l’alésage comprend en aval de ladite position amont une portion longitudinale dont la section transversale augmente, par exemple de manière continue, depuis l’amont vers l’aval.In the valve according to the invention, the bore comprises downstream of said upstream position a longitudinal portion whose cross section increases, for example continuously, from upstream to downstream.

Ainsi, grâce à la section variable de l’alésage, croissante de l’amont vers l’aval, l’augmentation de pression de carburant en amont du clapet, qui est provoquée par une augmentation du débit, est compensée par la baisse de pression provoquée par l’augmentation de la section de l’alésage. On assure ainsi une pression de carburant sensiblement constante en amont du clapet, notamment pendant toute la durée de l’ouverture de la vanne de décharge de l’injecteur, et par suite la différence de pression entre la chambre de commande et la chambre d’injection est maintenue sensiblement constante pour un point de fonctionnement donné du moteur. Le débit de carburant injecté dans les cylindres est alors ajustable en réglant la durée d’injection en proportion. Le réglage précis du débit de carburant conduit à un bon fonctionnement du moteur, notamment en termes de performances et de réduction des émissions polluantes.Thus, thanks to the variable section of the bore, increasing from upstream to downstream, the increase in fuel pressure upstream of the valve, which is caused by an increase in the flow rate, is compensated by the drop in pressure caused by the increase in the section of the bore. A substantially constant fuel pressure upstream of the valve is thus ensured, in particular throughout the duration of the opening of the injector relief valve, and consequently the pressure difference between the control chamber and the injection is kept substantially constant for a given operating point of the engine. The flow of fuel injected into the cylinders is then adjustable by adjusting the injection duration in proportion. The precise adjustment of the fuel flow leads to good engine operation, particularly in terms of performance and reduction of polluting emissions.

La portion longitudinale de l’alésage dont la section transversale augmente depuis l’amont vers l’aval peut présenter une partie de section transversale constante le long de ladite portion longitudinale, prolongée radialement par au moins une rainure dont la section transversale, par exemple rectangulaire, augmente depuis l’amont vers l’aval.The longitudinal portion of the bore, the cross-section of which increases from upstream to downstream, may have a part of constant cross-section along said longitudinal portion, extended radially by at least one groove, the cross-section of which, for example rectangular , increases from upstream to downstream.

Ladite partie de section transversale constante peut être cylindrique.Said part of constant cross-section may be cylindrical.

Ladite au moins une rainure peut présenter en section longitudinale une forme triangulaire rectangle.Said at least one groove may have a rectangular triangular shape in longitudinal section.

La portion longitudinale de l’alésage dont la section transversale augmente depuis l’amont vers l’aval peut comprendre une partie cylindrique de section transversale constante le long de ladite portion longitudinale, prolongée radialement par une pluralité de rainures dont la section transversale est constante le long de ladite portion longitudinale et dont les extrémités amont sont décalées longitudinalement.The longitudinal portion of the bore whose cross section increases from upstream to downstream may comprise a cylindrical part of constant cross section along said longitudinal portion, extended radially by a plurality of grooves whose cross section is constant along the along said longitudinal portion and whose upstream ends are offset longitudinally.

Un joint est avantageusement disposé entre l’obturateur et le corps de clapet.A seal is advantageously arranged between the shutter and the valve body.

L’obturateur peut être un piston.The shutter can be a piston.

Le piston peut être cylindrique et le piston peut être apte à coulisser à l’intérieur de la partie cylindrique de la portion longitudinale de l’alésage dont la section transversale augmente depuis l’amont vers l’aval.The piston may be cylindrical and the piston may be able to slide inside the cylindrical part of the longitudinal portion of the bore whose cross section increases from upstream to downstream.

L’invention a également pour objet un ensemble de circulation de carburant de moteur à combustion interne. L’ensemble selon l’invention comprend un clapet anti-retour décrit ci-dessus.The invention also relates to an internal combustion engine fuel circulation assembly. The assembly according to the invention comprises a non-return valve described above.

Le clapet anti-retour est avantageusement disposé sur un conduit de sortie de carburant issu d’un ou plusieurs injecteurs.The non-return valve is advantageously arranged on a fuel outlet duct from one or more injectors.

Le conduit de sortie de carburant peut en particulier relier le clapet anti-retour à une chambre de commande d’un ou plusieurs injecteurs. L’injecteur peut être du type à chambre de commande hydraulique décrit ci-dessus.The fuel outlet conduit can in particular connect the non-return valve to a control chamber of one or more injectors. The injector may be of the hydraulic control chamber type described above.

L’invention a également pour objet un véhicule automobile, comprenant un ensemble décrit ci-dessus.The invention also relates to a motor vehicle, comprising an assembly described above.

D’autres caractéristiques et avantages innovants ressortiront de la description ci-après, fournie à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :Other innovative features and advantages will emerge from the description below, provided as an indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings, in which:

- la figure 1, déjà décrite, illustre de manière schématique un ensemble de circulation de carburant de moteur à combustion interne,- Figure 1, already described, schematically illustrates an internal combustion engine fuel circulation assembly,

- la figure 2, déjà décrite, est une vue en coupe longitudinale d’un injecteur de l’ensemble de circulation de carburant la figure 1,- Figure 2, already described, is a longitudinal sectional view of an injector of the fuel circulation assembly in Figure 1,

- la figure 3, déjà décrite, est une vue de détail de la figure 2,- Figure 3, already described, is a detail view of Figure 2,

- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d’un clapet anti-retour de l’état de la technique mis en œuvre dans l’ensemble de circulation de carburant de la figure 1,- Figure 4 is a longitudinal sectional view of a non-return valve of the state of the art implemented in the fuel circulation assembly of Figure 1,

- la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d’un clapet anti-retour selon l’invention mis en œuvre dans l’ensemble de circulation de carburant de la figure 1, et- Figure 5 is a longitudinal sectional view of a non-return valve according to the invention implemented in the fuel circulation assembly of Figure 1, and

- la figure 6 est une vue en coupe transversale A-A du clapet de la figure 5.- Figure 6 is a cross-sectional view A-A of the valve of Figure 5.

Tel qu’illustré à la figure 5, un clapet anti-retour 70 selon l’invention, d’orientation axiale longitudinale, comprend un corps de clapet 73, un alésage 74 ménagé à l’intérieur du corps de clapet 73, un piston 75 et un élément de rappel 72.As illustrated in Figure 5, a non-return valve 70 according to the invention, of longitudinal axial orientation, comprises a valve body 73, a bore 74 made inside the valve body 73, a piston 75 and a return element 72.

Le corps de clapet 73 peut comprendre une zone d’entrée 73a, située du côté amont du clapet 70, une zone de sortie 73b, située du côté aval du clapet, et une zone intermédiaire 73c à l’intérieur de laquelle est réalisée la fonction anti-retour. Les flèches 6 indiquent la direction de circulation du carburant.The valve body 73 may comprise an inlet zone 73a, located on the upstream side of the valve 70, an outlet zone 73b, located on the downstream side of the valve, and an intermediate zone 73c inside which the function is performed. anti-return. Arrows 6 indicate the direction of fuel flow.

La zone d’entrée 73a et la zone de sortie 73b sont cylindriques, avec un alésage intérieur cylindrique 74a et 74b respectivement.Entrance zone 73a and exit zone 73b are cylindrical, with a cylindrical inner bore 74a and 74b respectively.

La zone intermédiaire 73c du corps de clapet 73 présente également un diamètre extérieur cylindrique, avec un alésage 74c, 74d intérieur qui accueille un élément d’obturation 75, ici un piston, et un élément de rappel 72, typiquement un ressort. Le diamètre de la partie cylindrique de 74c de l’alésage intérieur 74c, 74d de la zone intermédiaire 73c du corps de clapet 73 est supérieur au diamètre de l’alésage intérieur 74a de la zone d’entrée 73a et au diamètre de l’alésage intérieur 74b de la zone de sortie 73b du corps de clapet 73.The intermediate zone 73c of the valve body 73 also has a cylindrical outer diameter, with an inner bore 74c, 74d which accommodates a closure element 75, here a piston, and a return element 72, typically a spring. The diameter of the cylindrical part 74c of the inner bore 74c, 74d of the intermediate zone 73c of the valve body 73 is greater than the diameter of the inner bore 74a of the inlet zone 73a and the diameter of the bore interior 74b of the outlet zone 73b of the valve body 73.

Le piston 75 est globalement cylindrique. Il comprend une partie principale 75a reliée à une partie d’extrémité amont 75b destinée à venir en butée contre la zone amont 73a du corps de clapet 73. La différence de diamètre de l’alésage intérieur entre la zone amont 73a et la zone intermédiaire 73c du corps de clapet 73 implique en effet un épaulement sur lequel va s’appuyer la partie d’extrémité amont 75b du piston 75 sous l’action du ressort 72. De manière à assurer une bonne étanchéité entre le piston 75 et le corps de clapet 73, afin que les fuites internes du clapet 70 soient inférieures au débit minimal des injecteurs, un joint torique 76 est ajouté au piston 75, entre le piston 75 et la zone intermédiaire 73c du corps de clapet 73, sur un pourtour radialement externe de la partie d’extrémité amont 75b du piston. Alternativement, on peut utiliser un joint à lèvres qui est installé dans le corps du clapet 73.Piston 75 is generally cylindrical. It comprises a main part 75a connected to an upstream end part 75b intended to come into abutment against the upstream zone 73a of the valve body 73. The difference in diameter of the internal bore between the upstream zone 73a and the intermediate zone 73c of the valve body 73 in fact implies a shoulder on which the upstream end part 75b of the piston 75 will rest under the action of the spring 72. So as to ensure a good seal between the piston 75 and the valve body 73, so that the internal leaks of the valve 70 are less than the minimum flow rate of the injectors, an O-ring 76 is added to the piston 75, between the piston 75 and the intermediate zone 73c of the valve body 73, on a radially outer periphery of the upstream end part 75b of the piston. Alternatively, one can use a lip seal which is installed in the valve body 73.

Conformément à l’invention, la section de passage du carburant à l’intérieur du clapet 70 est variable, de manière à garantir une pression élevée en amont du clapet 70 dès les plus faibles débits de fuite de l’injecteur, et à limiter la pression maximale aux forts débits. La section de passage du carburant croît ainsi de l’amont vers l’aval le long d’une portion longitudinale P de l’alésage 74.According to the invention, the passage section of the fuel inside the valve 70 is variable, so as to guarantee a high pressure upstream of the valve 70 from the lowest leakage rates of the injector, and to limit the maximum pressure at high flow rates. The fuel passage section thus increases from upstream to downstream along a longitudinal portion P of the bore 74.

A cet effet, une rainure 74d de section croissante depuis l’amont vers l’aval du clapet 70 est formée dans la zone intermédiaire 73c du corps de clapet 73, le long d’une portion longitudinale P de l’alésage. Plus le débit de carburant augmente, plus la pression augmente, créant ainsi un effort supérieur sur le piston 75 qui va se déplacer lorsque l’effort de la pression est supérieur à l’effort du ressort 72. Du fait de la section variable de la rainure 74d, en particulier de la section croissante depuis l’amont vers l’aval, le déplacement du piston 75 de l’amont vers l’aval va augmenter la section de fuite et ainsi provoquer une baisse de la pression. Un nouvel équilibre est donc créé, permettant d’avoir une pression quasi-constante quel que soit le débit, dans la limite de la section maximale de la rainure 74d.To this end, a groove 74d of section increasing from upstream to downstream of the valve 70 is formed in the intermediate zone 73c of the valve body 73, along a longitudinal portion P of the bore. The more the fuel flow increases, the more the pressure increases, thus creating a greater force on the piston 75 which will move when the force of the pressure is greater than the force of the spring 72. Due to the variable section of the groove 74d, in particular of the section increasing from upstream to downstream, the movement of the piston 75 from upstream to downstream will increase the leakage section and thus cause a drop in pressure. A new equilibrium is therefore created, allowing an almost constant pressure whatever the flow rate, within the limit of the maximum section of the groove 74d.

Tel qu’illustré à la figure 6, la rainure 74d peut présenter en section transversale une forme rectangulaire, adjacente à la partie cylindrique 74c de l’alésage intérieur. Elle peut présenter en section longitudinale une forme de triangle rectangle, dont l’hypoténuse s’étend longitudinalement entre un diamètre amont de l’alésage égal au diamètre de la partie cylindrique 74c et un diamètre aval de l’alésage supérieur au diamètre de la partie cylindrique 74c.As shown in Figure 6, the groove 74d may have a rectangular shape in cross section, adjacent to the cylindrical portion 74c of the inner bore. It may have in longitudinal section the shape of a right-angled triangle, the hypotenuse of which extends longitudinally between an upstream diameter of the bore equal to the diameter of the cylindrical part 74c and a downstream diameter of the bore greater than the diameter of the part cylindrical 74c.

En variante, plusieurs rainures peuvent être réalisées pour avoir des sections équivalentes supérieures. Plutôt qu’une rainure à section variable, il est possible d’utiliser plusieurs rainures de sections constantes dont les entrées sont décalées le long de la course du piston, ce qui créera une pression en fonction du débit qui présentera des paliers de pression.
Alternatively, several grooves can be made to have larger equivalent sections. Rather than a variable section groove, it is possible to use several constant section grooves whose inlets are offset along the stroke of the piston, which will create a pressure according to the flow which will present pressure stages.

Claims (12)

Clapet anti-retour (70), d’orientation longitudinale, comprenant un corps de clapet (73), un alésage (74) ménagé à l’intérieur du corps de clapet (73) et définissant un passage longitudinal de fluide depuis l’amont vers l’aval du clapet (70), un obturateur (75) monté coulissant longitudinalement dans l’alésage (74) entre une position amont pour laquelle le passage de fluide est empêché et des positions aval pour lesquelles le passage de fluide est autorisé, un élément de rappel (72) étant apte à maintenir l’obturateur (75) dans sa position amont lorsque le débit de fluide en amont du clapet (70) est inférieur à une valeur prédéterminée, caractérisé en ce que l’alésage (74) comprend en aval de ladite position amont une portion longitudinale (P) dont la section transversale augmente depuis l’amont vers l’aval.Non-return valve (70), of longitudinal orientation, comprising a valve body (73), a bore (74) made inside the valve body (73) and defining a longitudinal fluid passage from the upstream downstream of the valve (70), a shutter (75) mounted to slide longitudinally in the bore (74) between an upstream position for which the passage of fluid is prevented and downstream positions for which the passage of fluid is authorized, a return element (72) being capable of maintaining the shutter (75) in its upstream position when the flow rate of fluid upstream of the valve (70) is less than a predetermined value, characterized in that the bore (74) comprises downstream of said upstream position a longitudinal portion (P) whose cross section increases from upstream to downstream. Clapet anti-retour (70) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion longitudinale (P) de l’alésage (74) dont la section transversale augmente depuis l’amont vers l’aval présente une partie (74c) de section transversale constante le long de ladite portion longitudinale (P), prolongée radialement par au moins une rainure (74d) dont la section transversale augmente depuis l’amont vers l’aval.Non-return valve (70) according to Claim 1, characterized in that the longitudinal portion (P) of the bore (74) whose cross-section increases from upstream to downstream has a part (74c) of section constant cross section along said longitudinal portion (P), extended radially by at least one groove (74d) whose cross section increases from upstream to downstream. Clapet anti-retour (70) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite partie (74c) de section transversale constante est cylindrique.Check valve (70) according to claim 2, characterized in that said part (74c) of constant cross-section is cylindrical. Clapet anti-retour (70) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite au moins une rainure (74d) présente en section longitudinale une forme triangulaire rectangle.Non-return valve (70) according to Claim 2 or 3, characterized in that the said at least one groove (74d) has a rectangular triangular shape in longitudinal section. Clapet anti-retour (70) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion longitudinale (P) de l’alésage (74) dont la section transversale augmente depuis l’amont vers l’aval comprend une partie cylindrique (74c) de section transversale constante le long de ladite portion longitudinale (P), prolongée radialement par une pluralité de rainures dont la section transversale est constante le long de ladite portion longitudinale (P) et dont les extrémités amont sont décalées longitudinalement.Non-return valve (70) according to Claim 1, characterized in that the longitudinal portion (P) of the bore (74) whose cross-section increases from upstream to downstream comprises a cylindrical part (74c) of constant cross section along said longitudinal portion (P), extended radially by a plurality of grooves whose cross section is constant along said longitudinal portion (P) and whose upstream ends are offset longitudinally. Clapet anti-retour (70) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’un joint (76) est disposé entre l’obturateur (75) et le corps de clapet (73).Non-return valve (70) according to one of Claims 1 to 5, characterized in that a seal (76) is arranged between the shutter (75) and the valve body (73). Clapet anti-retour (70) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’obturateur (75) est un piston.Non-return valve (70) according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the shutter (75) is a piston. Clapet anti-retour (70) selon la revendication 7, lorsqu’elle dépend de la revendication 3, caractérisé en ce que le piston (72) est cylindrique et en ce que le piston (72) est apte à coulisser à l’intérieur de la partie cylindrique (74c) de la portion longitudinale (P) de l’alésage (74) dont la section transversale augmente depuis l’amont vers l’aval.Non-return valve (70) according to Claim 7, when dependent on Claim 3, characterized in that the piston (72) is cylindrical and in that the piston (72) is able to slide inside the cylindrical part (74c) of the longitudinal portion (P) of the bore (74) whose cross section increases from upstream to downstream. Ensemble de circulation de carburant de moteur à combustion interne (1), caractérisé en ce qu’il comprend un clapet anti-retour (70) selon l’une des revendications 1 à 8.Internal combustion engine fuel circulation assembly (1), characterized in that it comprises a non-return valve (70) according to one of Claims 1 to 8. Ensemble (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (70) est disposé sur un conduit de sortie de carburant (9) issu d’un ou plusieurs injecteurs (4).Assembly (1) according to Claim 9, characterized in that the non-return valve (70) is arranged on a fuel outlet duct (9) originating from one or more injectors (4). Ensemble (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le conduit de sortie de carburant (9) relie le clapet anti-retour (70) à une chambre de commande (19) d’un ou plusieurs injecteurs (4).Assembly (1) according to Claim 10, characterized in that the fuel outlet conduit (9) connects the non-return valve (70) to a control chamber (19) of one or more injectors (4). Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble (1) selon l’une des revendications 9 à 11.
Motor vehicle, characterized in that it comprises an assembly (1) according to one of Claims 9 to 11.