FR3137419A1 - Fuel pump for direct fuel injection for internal combustion engines and valve for such a pump. - Google Patents
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Abstract
Une valve de pompe à carburant comporte un manchon (11) de forme sensiblement tubulaire et s’étend selon un axe d’actionnement (A) de manière à définir un logement de bobine (12). La valve comporte une bobine (12) électromagnétique de forme annulaire logée dans le manchon (11) et centrée sur ledit axe d’actionnement (A), un support de bobine (13) portant la bobine (12) et inséré à une première extrémité (111) du manchon (11) et des premiers moyens d’étanchéité (3) comportant un premier joint (31) d’étanchéité annulaire entre le support de bobine (13) et le manchon (11) en appui d’une part sur un siège de manchon (32) porté par le manchon (11) au niveau de la première extrémité (111) et d’autre part sur un siège de support (33) porté par le support de bobine (13). Figure pour l’abrégé : Fig. 1A fuel pump valve has a sleeve (11) of substantially tubular shape and extends along an actuation axis (A) so as to define a spool housing (12). The valve comprises an electromagnetic coil (12) of annular shape housed in the sleeve (11) and centered on said actuation axis (A), a coil support (13) carrying the coil (12) and inserted at a first end (111) of the sleeve (11) and of the first sealing means (3) comprising a first annular sealing joint (31) between the coil support (13) and the sleeve (11) resting on the one hand on a sleeve seat (32) carried by the sleeve (11) at the first end (111) and on the other hand on a support seat (33) carried by the spool support (13). Figure for abstract: Fig. 1
Description
L’invention concerne une pompe à carburant pour l’injection directe de carburant pour les moteurs à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement une valve pour une telle pompe.
- Technique antérieure
- Prior art
Les systèmes de carburant dans les moteurs à combustion interne modernes alimentés en essence, en particulier ceux pour le marché automobile, utilisent l’injection directe d’essence dans laquelle des injecteurs de carburant sont utilisés pour injecter le carburant directement dans les chambres de combustion du moteur. Dans de tels systèmes à injection directe, le carburant en provenance du réservoir est fourni par une pompe à carburant à basse pression intégrée au réservoir. Cette pompe basse pression est en général électrique et alimente une pompe haute pression qui comprend typiquement un piston de pompe mobile dans un corps de pompe. Le piston de pompe est actionné par un arbre à cames du moteur à combustion interne de manière à relever la pression du carburant dans une chambre de pompage du corps de pompe. Le carburant sous haute pression est ensuite distribué aux injecteurs qui commande l’injection du carburant directement dans la chambre de combustion du moteur.Fuel systems in modern gasoline-powered internal combustion engines, particularly those for the automotive market, use gasoline direct injection in which fuel injectors are used to inject the fuel directly into the combustion chambers of the engine. In such direct injection systems, fuel from the tank is supplied by a low pressure fuel pump integrated into the tank. This low pressure pump is generally electric and powers a high pressure pump which typically comprises a movable pump piston in a pump body. The pump piston is actuated by a camshaft of the internal combustion engine so as to raise the fuel pressure in a pumping chamber of the pump body. The high-pressure fuel is then distributed to the injectors which control the injection of fuel directly into the engine's combustion chamber.
Il est également prévu un ensemble de valve d’admission disposé entre une arrivée de carburant depuis la pompe basse pression et la chambre de pompage. L’ensemble de valve d’admission comprend en particulier un actionneur à solénoïde qui permet de commander l’ouverture ou la fermeture de l’arrivée de carburant.There is also provided an inlet valve assembly disposed between a fuel inlet from the low pressure pump and the pumping chamber. The intake valve assembly includes in particular a solenoid actuator which makes it possible to control the opening or closing of the fuel inlet.
Le document EP 3 715 619 montre une telle pompe à haute pression équipée d’un actionneur à solénoïde. L’actionneur à solénoïde comprend un corps tubulaire dans lequel un tiroir est monté mobile selon une direction d’actionneur, une pièce polaire logée de manière fixe dans le corps tubulaire, une bobine centrée sur le corps tubulaire à l’extérieur de celui-ci pour créer un champ magnétique dans la pièce polaire et attirer le tiroir à l’encontre d’un ressort, et une bague de bobine placée également autour du corps tubulaire pour orienter le champ magnétique vers la pièce polaire. L’actionneur est logé dans un manchon de forme sensiblement tubulaire et fixée par soudure sur un corps de la pompe.Document EP 3 715 619 shows such a high pressure pump equipped with a solenoid actuator. The solenoid actuator comprises a tubular body in which a spool is movably mounted in an actuator direction, a pole piece fixedly housed in the tubular body, a coil centered on the tubular body outside thereof to create a magnetic field in the pole piece and attract the slide against a spring, and a coil ring also placed around the tubular body to direct the magnetic field towards the pole piece. The actuator is housed in a sleeve of substantially tubular shape and fixed by welding to a body of the pump.
La bobine et la bague de bobine sont intégrées à un support de bobine en matière synthétique et intégrant un connecteur électrique pour alimenter la bobine. Cet ensemble est monté par insertion à force dans le manchon, la fixation étant assurée par le serrage entre la bague et le manchon. La position axiale est déterminée par un épaulement du manchon contre lequel le support vient en butée lors de l’insertion à force. Le manchon comporte une échancrure pour le passage du connecteur.The spool and spool ring are integrated into a spool holder made of synthetic material and incorporating an electrical connector to power the spool. This assembly is mounted by force insertion into the sleeve, fixing being ensured by tightening between the ring and the sleeve. The axial position is determined by a shoulder of the sleeve against which the support abuts during insertion by force. The sleeve has a notch for the connector to pass through.
On constate que ce montage présente des défauts vis-à-vis de la tenue à la corrosion. En effet, de l’eau peut s’insérer par un passage entre la bague et le manchon et risque de dégrader notamment le corps tubulaire, obligeant à prévoir pour celui-ci une protection contre la corrosion. L’insertion d’eau peut se faire également par la jonction entre le manchon et le corps de la pompe lorsque la soudure n’est pas réalisée pour être étanche.
- Exposé de l’invention
- Presentation of the invention
L’invention a pour objectif de remédier aux problèmes de l’art antérieur, et notamment de contenir les risques de corrosion, tout en améliorant la facilité de montage.The invention aims to remedy the problems of the prior art, and in particular to contain the risks of corrosion, while improving ease of assembly.
Avec ces objectifs en vue, l’invention a pour objet une valve de pompe à carburant comportant un manchon de forme sensiblement tubulaire et s’étendant selon un axe d’actionnement de manière à définir un logement de bobine, une bobine électromagnétique de forme annulaire logée dans le manchon et centrée sur ledit axe d’actionnement, un support de bobine portant la bobine et inséré à une première extrémité du manchon, caractérisée en ce qu’elle comporte des premiers moyens d’étanchéité comportant un premier joint d’étanchéité annulaire entre le support de bobine et le manchon en appui d’une part sur un siège de manchon porté par le manchon au niveau de la première extrémité et d’autre part sur un siège de support porté par le support de bobine.With these objectives in view, the invention relates to a fuel pump valve comprising a sleeve of substantially tubular shape and extending along an actuation axis so as to define a coil housing, an electromagnetic coil of annular shape housed in the sleeve and centered on said actuation axis, a coil support carrying the coil and inserted at a first end of the sleeve, characterized in that it comprises first sealing means comprising a first annular seal between the coil support and the sleeve resting on the one hand on a sleeve seat carried by the sleeve at the first end and on the other hand on a support seat carried by the coil support.
En prévoyant les premiers moyens d’étanchéité, on prévient la pénétration d’eau entre la première extrémité du manchon et le support de bobine. On prévient ainsi l’exposition du corps tubulaire aux risques de corrosion. Comme le joint et les sièges sont de forme annulaire, l’orientation du support de bobine par rapport au manchon est indifférent. Le montage est donc simplifié car il ne nécessite pas une orientation précise du support de bobine par rapport au manchon qui ne comporte plus d’échancrure.By providing the first sealing means, we prevent the penetration of water between the first end of the sleeve and the coil support. This prevents exposure of the tubular body to the risk of corrosion. As the seal and seats are annular in shape, the orientation of the spool holder relative to the sleeve is irrelevant. Assembly is therefore simplified because it does not require precise orientation of the coil support in relation to the sleeve which no longer has a notch.
Selon un mode de réalisation, le siège de support est porté par une jupe intégrée au support de bobine, de forme annulaire et recouvrant la première extrémité du manchon, le siège de manchon étant porté sur un diamètre extérieur du manchon. Le contact du joint sur la jupe est donc radial. La compression du joint sur les sièges n’induit aucune force résultante sur le placement du support de bobine, mais uniquement des forces internes, celles tendant à l’expansion de la jupe et celles tendant à la compression du manchon. De plus, le siège du manchon est éloigné du passage de la bague lors de son insertion en force dans le manchon. On évite ainsi le risque de dégrader le siège lors de cette opération d’insertion de la bague.According to one embodiment, the support seat is carried by a skirt integrated into the coil support, of annular shape and covering the first end of the sleeve, the sleeve seat being carried on an external diameter of the sleeve. The contact of the seal on the skirt is therefore radial. The compression of the seal on the seats does not induce any resulting force on the placement of the coil support, but only internal forces, those tending to expand the skirt and those tending to compress the sleeve. In addition, the seat of the sleeve is moved away from the passage of the ring when it is forcefully inserted into the sleeve. This avoids the risk of damaging the seat during this ring insertion operation.
Selon un autre mode de réalisation, le siège de manchon est en bout du manchon et le siège de support est porté par un épaulement du support de bobine. Les sièges sont donc en regard l’un de l’autre et pincent le joint dans une direction axiale. La réalisation de ces sièges est simple. Les forces de compression du joint sont fournies lors de l’insertion de la bague en force dans le manchon.According to another embodiment, the sleeve seat is at the end of the sleeve and the support seat is carried by a shoulder of the coil support. The seats therefore face each other and pinch the joint in an axial direction. Making these seats is simple. The compressive forces of the seal are provided when the ring is forced into the sleeve.
Selon un perfectionnement, la valve comporte une butée axiale pour limiter la course du support de bobine dans la direction d’actionnement. Ainsi, lors de l’insertion en force du support, la butée détermine la position à laquelle l’insertion est arrêtée. La compression du joint est déterminée par la géométrie des pièces, et notamment par les positions axiales des sièges relativement à la butée.According to an improvement, the valve includes an axial stop to limit the travel of the coil support in the direction of actuation. Thus, when the support is forcefully inserted, the stop determines the position at which the insertion is stopped. The compression of the joint is determined by the geometry of the parts, and in particular by the axial positions of the seats relative to the stop.
Selon un perfectionnement, le siège de manchon est dans une feuillure intérieure à la première extrémité du manchon. Ainsi, la feuillure laisse subsister une collerette à la première extrémité du manchon, laquelle entoure le joint et le protège contre des agressions physiques.According to an improvement, the sleeve seat is in an interior rebate at the first end of the sleeve. Thus, the rebate leaves a collar at the first end of the sleeve, which surrounds the joint and protects it against physical attacks.
Selon un perfectionnement, le support de bobine comporte une retombée chapeautant la première extrémité du manchon. On réalise ainsi une chicane entre la retombée et la première extrémité du manchon qui met le premier joint à l’abri, notamment à l’encontre d’agressions physiques.According to an improvement, the coil support includes a dropout covering the first end of the sleeve. We thus create a baffle between the dropout and the first end of the sleeve which protects the first joint, in particular against physical attacks.
Selon une disposition constructive, le premier joint est torique. Ce type de joint est largement disponible et permet de réaliser une excellente étanchéité en utilisation statique comme ici.According to a constructive arrangement, the first seal is O-ring. This type of seal is widely available and provides excellent sealing in static use as here.
Selon une disposition constructive, le support de bobine présente une face d’appui à l’opposé de la bobine et sensiblement perpendiculaire à l’axe d’actionnement.According to a constructive arrangement, the coil support has a support face opposite the coil and substantially perpendicular to the actuation axis.
L’invention a aussi pour objet une pompe à carburant comportant une valve telle que décrite précédemment et dans laquelle le manchon est fixé sur un corps de pompe et le corps tubulaire se loge partiellement dans un alésage du corps de pompe.The invention also relates to a fuel pump comprising a valve as described above and in which the sleeve is fixed on a pump body and the tubular body is partially housed in a bore of the pump body.
Selon un perfectionnement, la pompe est caractérisée en ce qu’elle comporte des deuxièmes moyens d’étanchéité comportant un deuxième joint logé dans une gorge autour du corps tubulaire et en appui à la fois contre le corps de pompe à un débouché de l’alésage et contre le manchon. On prévient ainsi un deuxième passage potentiel d’eau vers le corps tubulaire à la jonction du manchon sur le corps de la pompe. Le deuxième joint fait la jonction entre le manchon et le corps de la pompe et réalise une barrière.According to an improvement, the pump is characterized in that it comprises second sealing means comprising a second seal housed in a groove around the tubular body and bearing both against the pump body at an outlet of the bore and against the sleeve. This prevents a second potential passage of water towards the tubular body at the junction of the sleeve on the pump body. The second seal makes the junction between the sleeve and the pump body and creates a barrier.
Selon une disposition constructive, le deuxième joint a une section quadrilobe. On multiplie ainsi les lignes de contact entre le joint et les pièces, ce qui multiplie les barrières contre le passage d’eau.According to a constructive arrangement, the second joint has a quatrefoil section. This increases the contact lines between the joint and the parts, which increases the barriers against the passage of water.
Selon une disposition constructive, la gorge est pratiquée à une deuxième extrémité du manchon opposée à la première extrémité.According to a constructive arrangement, the groove is made at a second end of the sleeve opposite the first end.
Selon un perfectionnement, le manchon est fixé sur le corps de pompe par soudure. L’ajout du joint ne remet pas en cause la technique d’assemblage entre le corps de pompe et le manchon.
- Brève description des figures
- Brief description of the figures
L’invention sera mieux comprise et d’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels :
- la
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- Description détaillée
- there
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- detailed description
Une pompe à carburant selon un premier mode de réalisation de l’invention est représenté partiellement sur les figures 1 et 2. La pompe comporte une valve 1 fixée sur un corps de pompe 2. La partie active de la valve n’a pas été représentée et est destinée à être insérée dans un corps tubulaire 10 représenté partiellement. Le corps tubulaire 10 s’étend selon un axe d’actionnement A dans un alésage 20 du corps de pompe 2 et fait saillie du corps de pompe 2. Il comporte une extrémité fermée 101 à l’extérieur du corps de pompe 2.A fuel pump according to a first embodiment of the invention is partially shown in Figures 1 and 2. The pump comprises a valve 1 fixed on a pump body 2. The active part of the valve has not been shown and is intended to be inserted into a tubular body 10 shown partially. The tubular body 10 extends along an actuation axis A in a bore 20 of the pump body 2 and projects from the pump body 2. It has a closed end 101 outside the pump body 2.
La valve 1 comporte un manchon 11 de forme sensiblement tubulaire et s’étendant selon l’axe d’actionnement A de manière à définir un logement de bobine. Le manchon 11 comporte un anneau 110 intérieur dont le diamètre intérieur est ajusté au diamètre extérieur de la partie en saillie du corps tubulaire 10.The valve 1 comprises a sleeve 11 of substantially tubular shape and extending along the actuation axis A so as to define a coil housing. The sleeve 11 comprises an interior ring 110 whose interior diameter is adjusted to the exterior diameter of the projecting part of the tubular body 10.
La valve 1 comporte en outre une bobine 12 électromagnétique de forme annulaire logée dans le manchon 11 et centrée sur l’axe d’actionnement A autour du corps tubulaire 10, et un support de bobine 13 portant la bobine 12 et inséré à une première extrémité 111 du manchon 11 en butée contre l’anneau 110. Le support de bobine 13 est représenté seul sur la
Le support de bobine 13 présente une face d’appui 132 à l’opposé de la bobine 12 et sensiblement perpendiculaire à l’axe d’actionnement A. La face d’appui 132 présente, dans ce mode de réalisation, des nervures radiales 133 permettant de limiter la quantité de matière pour réaliser la face d’appui 132.The coil support 13 has a support face 132 opposite the coil 12 and substantially perpendicular to the actuation axis A. The support face 132 has, in this embodiment, radial ribs 133 making it possible to limit the quantity of material to produce the support face 132.
Le manchon 11 est fixé sur le corps de pompe 2 par une soudure S continue ou intermittente à la périphérie extérieure de la deuxième extrémité du manchon 11.The sleeve 11 is fixed to the pump body 2 by a continuous or intermittent weld S at the outer periphery of the second end of the sleeve 11.
La valve 1 comporte des premiers moyens d’étanchéité 3 comportant un premier joint 31 d’étanchéité torique, donc annulaire, entre le support de bobine 13 et le manchon 11 en appui d’une part sur un siège de manchon 32 porté par le manchon 11 au niveau de la première extrémité 111 et d’autre part sur un siège de support 33 porté par le support de bobine 13. Le siège de support 33 est porté par une jupe 134 intégrée au support de bobine 13, de forme annulaire et recouvrant la première extrémité 111 du manchon 11. Plus particulièrement, le siège de support 33 est porté sur la surface cylindrique intérieure de la jupe 134. Le siège de manchon 32 est porté sur un diamètre extérieur du manchon 11, dans une feuillure extérieure au niveau de la première extrémité 111.The valve 1 comprises first sealing means 3 comprising a first O-ring sealing gasket 31, therefore annular, between the coil support 13 and the sleeve 11 resting on the one hand on a sleeve seat 32 carried by the sleeve 11 at the first end 111 and on the other hand on a support seat 33 carried by the coil support 13. The support seat 33 is carried by a skirt 134 integrated into the coil support 13, of annular shape and covering the first end 111 of the sleeve 11. More particularly, the support seat 33 is carried on the inner cylindrical surface of the skirt 134. The sleeve seat 32 is carried on an outer diameter of the sleeve 11, in an outer rebate at the level of the first end 111.
La pompe comporte en outre des deuxièmes moyens d’étanchéité 4 comportant un deuxième joint 42 logé dans une gorge 41 portée par le manchon 11 à une deuxième extrémité du manchon 11 opposée à la première extrémité 111 autour du corps tubulaire 10 et en appui à la fois contre le corps de pompe 2 à un débouché de l’alésage 20 et contre l’anneau 110 du manchon 11. Le deuxième joint 42 a une section quadrilobe.The pump further comprises second sealing means 4 comprising a second seal 42 housed in a groove 41 carried by the sleeve 11 at a second end of the sleeve 11 opposite the first end 111 around the tubular body 10 and in support of the times against the pump body 2 at an outlet of the bore 20 and against the ring 110 of the sleeve 11. The second seal 42 has a quadrilobe section.
La fabrication de la pompe, en lien avec la valve 1, est maintenant décrite.The manufacture of the pump, in connection with valve 1, is now described.
Le corps tubulaire 10 contenant les éléments de la valve 1 est inséré dans l’alésage 20 du corps de pompe 2. Le deuxième joint 42 est inséré sur le corps tubulaire 10 et poussé en butée contre le corps de pompe 2 et le manchon 11 est inséré sur le corps tubulaire 10 en étant centré par l’anneau 110. Le deuxième joint 42 est mis en appui à la fois contre le corps de pompe 2 et contre l’anneau 110 du manchon 11 et le manchon 11 est soudé à l’angle extérieur de raccord avec le corps de pompe 2.The tubular body 10 containing the elements of the valve 1 is inserted into the bore 20 of the pump body 2. The second seal 42 is inserted on the tubular body 10 and pushed into abutment against the pump body 2 and the sleeve 11 is inserted on the tubular body 10 while being centered by the ring 110. The second seal 42 is placed against both the pump body 2 and against the ring 110 of the sleeve 11 and the sleeve 11 is welded to the external angle of connection with the pump body 2.
Puis le premier joint 31 est placé à l’intérieur de la jupe 134 ou sur la première extrémité 111 du manchon 11, le support de bobine 13 est introduit dans le manchon 11 et une force importante est appliquée sur la face d’appui 132 du support dans la direction de l'axe d’actionnement A jusqu’à ce que le support soit en butée contre l’anneau 110 du manchon 11. La bague 14 entre alors en force dans le manchon 11, ce qui est facilité par le chanfrein 112, et fixe le support de bobine 13 dans le manchon 11. Le premier joint 31 est pris entre le siège de support 33 et le siège de manchon 32 et réalise l’étanchéité entre les deux pièces 11, 13 avec un contact sensiblement radial avec les sièges 32, 33.Then the first seal 31 is placed inside the skirt 134 or on the first end 111 of the sleeve 11, the coil support 13 is introduced into the sleeve 11 and a significant force is applied to the bearing face 132 of the support in the direction of the actuation axis A until the support abuts against the ring 110 of the sleeve 11. The ring 14 then enters by force into the sleeve 11, which is facilitated by the chamfer 112, and fixes the coil support 13 in the sleeve 11. The first seal 31 is taken between the support seat 33 and the sleeve seat 32 and provides sealing between the two parts 11, 13 with substantially radial contact with seats 32, 33.
Dans un deuxième mode de réalisation, tel que montré sur la
Dans une variante, le support de bobine 13' comporte une retombée 136 chapeautant la première extrémité 111’ du manchon 11’, comme représenté en pointillés sur la
Dans un troisième mode de réalisation, tel que montré sur la
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WO (1) | WO2024008737A1 (en) |
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- 2022-07-04 FR FR2206769A patent/FR3137419A1/en active Pending
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2023
- 2023-07-04 WO PCT/EP2023/068429 patent/WO2024008737A1/en unknown
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WO2024008737A1 (en) | 2024-01-11 |
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