Brevet FR2135627A1 — publié le 19721222

La présente invention concerne un dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustion interne comportant un dispositif électronique de commande et au moins un injecteur électromagnétique ouvert en synchronisme avec la rotation du moteur par le dispositif de commande et maintenu ouvert pendant une impulsion électrique d'ouverture fournie par le dispositif de commande, moteur comportant en outre un convertisseur de pression avec au moins un enroulement d'inductance variable placé dans un carter relié au tube d'admission du moteur et réduisant la durée des impulsions électriques d'ouverture à mesure que la pression dans le tube d'admission du moteur diminue, ce convertisseur de pression comportant, dans une disposition co-axiale à l'intérieur de son carter, au moins une boîte de pression mise sous vide et soutenue par le carter, une armature en fer de forme cylindrique et i;eliée à l'autre côté de la boîte de pression ,ainsi qu'un ressort de compression servant à absorber les forces de rappel exercées par la boîte de pression sur l'armature, un noyau en fer, ayant une forme de double U dans une section longitudinale passant par l'axe commun,étant fixé dans le carter et portant un enroulement disposé coaxialement à l'axe commun coopérant avec l'armature déplaçable longitudinalement à l'intérieur de l'alésage de ce noyau et de l'enroulement, deux lames de ressort étant, en outre, disposées à l'extérieur du noyau pour guider l'armature. Dans des dispositifs d'injection de carburant connus de ce type, le noyau en fer se compose d'un enroulement réalisé à partir d'une bande de fer doux. Il en résulte des frais de fabrication relativement élevés, et il est, en outre, nécessaire de protéger l'enroulement contre l'oxydation par une imprégnation. Egalement il est nécessaire de prendre des mesures relativement coûteuses pour fixer le noyau dans le carter du convertisseur de pression. L'invention a pour but de réduire les frais de fabrication et, en outre, d'améliorer le fonctionnement du convertisseur de pression. Pour résoudre ce problème, il est prévu suivant l'invention, que le noyau en fer du convertisseur de pression soit réalisé en fer fritté. Dans un mode avantageux de réalisation de l'invention, le noyau en fer comporte des oeillets profilés servant à la fixation de lames de ressort utilisées 72 15896 2 2135627 pour le guidage de l'armature. Il est particulièrement avantageux que le noyau en fer contienne un fort pourcentage de nickel dans le matériau fritté. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après et aux dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - la figure 1 est un schéma synoptique d'une installation d'injection de carburant avec un schéma électrique fortement simplifié, - la figure 2 représente ,en coupe longitudinale axiale ,1e convertisseur inductif de pression utilisé dans l'installation d'injection de carburant de la figure 1, - la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2, - la figure 4 est une coupe longitudinale du noyau en fer du convertisseur de pression dans une position décalée de l80° par rapport à la figure 2, - la figure 5 est une vue en plan du convertisseur de la figure 4. L'installation d'injection de carburant de la figure 1 est utilisable pour le fonctionnement d'un moteur à combustion interne 1, à quatre cylindres, dont les bougies d'allumage 2 sont reliées à une installation d'allumage à haute tension, non représentée. Au voisinage immédiat des soupapes d'admission, non représentées, du moteur à combustion interne, est prévu , sur les tubulures des tubes d'admission 3 aboutissant aux différents cylindres,un injecteur 4 actionné électromagnétiquement. Chaque injecteur est alimenté en carburant à partir d'un distributeur fixe par l'intermédiaire de tuyaux de carburant désignés par 5» Le carburant est maintenu sous une pression approximativement constante d'environ 2 atmosphères dans le distributeur et dans les tuyaux 5 par une pompe 7 entraînée par un moteur électrique. Chaque injecteur 4 comporte un enroulement de magnétisation, non représenté, dont une extrémité est reliée à la masse,tandis que l'autre extrémité de chacun des enroulements est reliée ,par l'intermédiaire de conducteurs 8, à 1'une des quatre résistances 9. Par paires, les résistances 9 sont reliées ensemble au. collecteur d'un des deux transistors de puissance■désignés par,10 et 11 et faisant partie d'un 72 15896 3 2135627 appareil électronique de régulation et de commande qui sera décrit dans la suite. Cet appareil de régulation et de commande contient, en plus des transistors de puissance 10 et 11, un 5 multivibrateur monostable 12 servant à produire des impulsions électriques, entouré sur le dessin par une ligne en tirets et qui est composé d'un transistor d'entrée 13, d'un transistor de sortie lk, et d'un organe de détermination de temps constitué par une self en fer. 10 La self en fer 15 est agencée sous forme d'un transformateur et elle comporte une armature mobile l6. Celle-ci est fixée sur une tige de manoeuvre 17 qui est reliée à la membrane, non représentée, d'une boîte de pression 18. La boîte de pression est reliée directement,par son côté 15 d'aspiration,au canal d'aspiration 3 du moteur aval du papillon 20 du moteur qui est manoeuvrable à l'aide d'une pédale d'accélérateur 19 et, lorsque la pression diminue, elle tire l'armature l6 dans la direction de la flèche de façon que l'augmentation de l'entrefer dans le noyau, non représenté 20 sur la figure 1, réduise l'inductance de l'enroulement primaire 21 du transformateur d'autant plus fortement que la pression dans le tube d'admission 3 devient plus faible. L'enroulement secondaire 22 de la self 15 est relié par une de ses bornes à la base du transistor d'entrée 25 13 et à une résistance 2k reliée à un conducteur positif commun 23 Les transistors 13 et l4, qui sont tous deux du type NPN, sont reliés directement par leurs émetteurs aux conducteurs négatifs 30. Le collecteur du transistor 35 d'entrée 13 est relié ,par l'intermédiaire d'une résistance 27) et le collecteur du transistor l4,par l'intermédiaire de l'enroulement primaire 21 de la self 15 et par l'intermédiaire de la résistance 28 branchée en série avec ce dernier, au conducteur positif 23• La base du transistor lk est reliée, 40 par l'intermédiaire d'une résistance de couplage 29. au 72 15896 k 2135627 collecteur du transistor d'entrée 13* La base de ce transistor est reliée,par l'intermédiaire d'un conducteur de commande et d'un condensateur de différenciation 31,au contact fixe 32 d'un commutateur dont le bras de commande 33 est relié 5 au. conducteur négatif 30 et est fermé une fois à chaque tour au vilebrequin par l'intermédiaire d'une came 35 à deux saillies accouplées par l'intermédiaire de l'arbre à came, non représenté, au vilebrequin 34 du moteur afin de bloquer ainsi le transistor 13* Pour assurer la charge et la décharge 10 du condensateur 31, son électrode reliée au contact 32 est connectée par l'intermédiaire d'une résistance au conducteur positif 23 tandis que son autre électrode est connectée par l'intermédiaire de la résistance 24 au conducteur positif 23 et par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire 22 15 à la prise H. A chaque fermeture des contacts de commande 32, 33 il se produit une impulsion électrique dont la durée détermine la durée d'ouverture des injecteurs 4 et varie lorsque la pression dans le tube d'admission 3, et par 20 conséquent l'inductance de l'enroulement primaire 21, varie. Ce processus se déroule de la manière suivante : Immédiatement avant les différents instants de fermeture du bras de commande 33, le transistor d'entrée 13 est conducteur et maintient le transistor de sortie l4 25 dans sa condition de blocage. Aussitôt que le bras de commande 33 est appliqué par la came 35 contre le contact 32, la charge emmagasinée dans le condensateur diminue le potentiel de base du transistor d'entrée 13 dans le sens négatif jusqu'à une valeur inférieure au potentiel du conducteur négatif 30. En conséquence le transistor 13 est bloqué et le multivi-30 brateur 12 est commuté dans sorjf état instable où le transistor 14 est conducteur. Le transistor l4 peut conduire alors un courant de collecteur augmentant exponentiellement, ce courant passant dans l'enroulement primaire 21 et produisant dans le noyau en fer, non représenté, et dans l'armature l6 du 35 transformateur un champ magnetique également croissant. La croissance du courant s'effectue d'autant plus rapidement que l'entrefer est grand et que l'inductance de l'enroulement primaire 21, diminuant avec l'enterfer croissent, est petite. 40 Lors de cette augmentation du courant, il se produit 72 15896 5 2135627 dans l'enroulement secondaire 22 une tension de réaction qui diminue à une vitesse déterminée par la grandeur de l'inductance à partir de sa valeur maximale correspondant à l'instant de fermeture du contact de commande 32, 33i et qui est polarisée de manière à avoir tendance à bloquer le transistor d'entrée 13 et par conséquent à s'opposer à la tension positive de base établie par les résistances 24, 25 et 26, cette tension ayant tendance à ramener le transistor d'entrée 13 dans sa conduction conductrice stable. Cela se produit lorsque la tension de réaction produite engendrée dans l'enroulement secondaire 22 devient inférieure à la dite tension de base. Tant que le transistor 13 est bloqué, le transistor 14 maintient également conducteurs les transistors de puissance 10 ou 11 reliés par 1 ' intarmédiaire d'un amplificateur 38. Aussitôt que le transistor 13 revient dans sa condition conductrice stable, les transistors l4, 10 et 11 sont à nouveau bloqués. La durée des impulsions J amenant les injecteurs 4 dans leur position d'ouverture est comprise entre l'instant de fermeture du contacteur 33 et l'instant où le transistor de sortie l4 est bloqué et où le transistor d'entrée 13 redevient conducteur. Lorsque l'inductance de l'enroulement primaire 21 diminue par suite d'une décroissance de la pression dans le tube d'admission 3 et lorsque par conséquent le courant de collecteur du transistor l4 peut augmenter plus rapidement, la tension de réaction engendrée dans l'enroulement secondaire 22 diminue également plus rapidement et le transistor d'entrée 13 revient dans sa condition de conduction à un instant prématuré. Les injecteurs 4 sont dans ce cas fermés bien plus tôt que dans le cas décrit plus haut et correspondant à une grande inductance et à une grande pression. La boîte de pression l8 représentée seulement de façon schématique sur la figure 1 et la self en fer 15 coopérant avec la boîte de pression et d'inductance réglable sont réunies sous la forme d'un ensemble unitaire, à savoir sous forme du convertisseur de pression représenté sur les figures 2 et 3 « Le carter du convertisseur de pression se compose de deux parties 40 et 4l qui sont emboîtées l'une dans l'autre et dont l'étanchéité relative est assurée par une bague toriquè 42. Sa cavité intérieure 43 fermée hermétiquement peut être reliée par l'intermédiaire d'une 72 15896 6 2135627 tubulure de raccordement 44 au tube d'admission 3 du moteur à combustion interne 1. Un noyau en fer doux 48 est fixe, d'une manière qui sera précisée dans la suite, sur une plaque transversale 47 vissée sur la moitié de carter 40, ce noyau ayant en coupe longitudinale la forme d'un double U. Il entoure les deux enroulements concentriques 21 et 22 qui font partie de l'organe inductif de temporisation du multivibrateur 12 de la figure 1. Le noyau en fer 48 comporte sur ses deux côtés frontaux des trous 50 et 51 dans lesquels peut coulisser longitudinalement l'armature en fer l6 de forme cylindrique qui sert de pièce de canalisation de lignes de force et qui a été citée dans la description du multivibrateur 12. Cette armature en fer est maintenue en position par une broche en métal non magnétique et elle est guidée radialement par une lame de ressort supérieure 52 et par une lame de ressort inférieure 53 en étant appliquée par l'intermédiaire d'une vis de pression 72 et d'une cuvette d'appui 54 contre la membrane supérieure 56 d'une boîte de pression 57 branchée en série avec une seconde boîte de pression 58 . Celle-ci s'appuie de son côté contre une vis de réglage 59 qui est guidée par une pièce 6l maintenue par une membrane 60 ainsi que par une douille filetée 62 solidaire de cette pièce. Plus la pression d'air dans le tube d'admission 3 du moteur est faible, plus les deux boîtes de pression 57 et 58 se dilatent en opposition à la force d'un ressort 63 s'accrochant sur l'armature en fer l6 et plus elles font sortir l'armature l6 du noyau en fer 48, auquel cas l'enterfer existant entre la partie conique 49 de l'armature et le bord intérieur du trou 50 augmente. En conséquence, avec ce mouvement axial du noyau en fer l6, l'inductance des enroulements 21 et 22 est fortement réduite et il en résulte que les impulsions d'ouverture produites par le multivibrateur 12 et appliquées aux injecteurs sont bien plus courtes. Le noyau en fer 48 visible sur la figure 4 est réalisé sous la formed'une pièce monobloc en fer fritté. Du fait de la haute précision nécessaire, les trous 50 et 51 sont ménagés dans la pièce frittée terminée de fabrication. Sur le côté supérieur -et sur le côté inférieur, le noyau en fer doux comporte deux nervures de fixation 65 72 15896 7 2135627 étroites et d'environ 5 mm de hauteur. Les nervures placées à proximité du trou inférieur 50 sont engagées, de la manière indiquée sur la figure 5, par l'intermédiaire d'une partie 6 dans la plaque transversale 47 et elles sont fixées en 5 position par matage des rebords 67. Pour obtenir de bonnes propriétés électriques et, par conséquent, pour éviter une protection additionnelle contre la corrosion du noyau en fer 48, on choisit pour le matériau fritté constituant ce noyau une forte teneur en nickel. On obtient ainsi , en outre, 10 une grande sécurité de fonctionnement et une longue durée de service du convertisseur de pression. L'armature en fer l6 coopérant avec le noyau en fer est réalisée, dans l'exemple représenté, de manière qu'un tube en fer de forme cylindrique et à paroi mince 15 soit engagé sur une broche centrale en aluminium, le tube comporta'nt à proximité de son côté frontal inférieur le rétrécissement conique 49. Pour réduire encore les forces d'inertie de l'armature, la broche en aluminium peut être pourvue d'un trou longitudinal central. 20 De la manière indiquée sur la figure 31 est prévu sur le côté inférieur de la plaque transversale 47 un support en matière plastique moulé par injection 69, ce support étant fixé à l'aide de vis et portant deux lames de ressort faibles 70 qui portent à leurs extrémités un 25 sabot de friction 71 en matière plastique . Les deux sabots de fricrion s'appliquent avec une legère Contrainte élastique contre le pivot 72 de forme cylindrique, monté sur la cuvette d'appui 54, de l'armature l6 et assurent un amortissement des vibrations se produisant en cours de 30 marche. Dans l'exemple représenté, est prévue à l'intérieur du ressort 63 une tige 74 servant de butée en charge partielle et portant un filetage 75 à l'aide duquel elle peut être vissée de l'extérieur et dans la direction 35 longitudinale dans une douille filetée 76. La douille filetée 76 sert simultanément d'appui pour le ressort 63 et elle est fixée par collage dans un col 77» faisant saillie vers l'extérieur, de la partie supérieure de carter 40. A 1raide de cette butée en charge partielle et réglable, on peut 40 limiter la durée des impulsions d'ouverture J produites par 72 15896 8 2135627 l'appareil de commande. On obtient ainsi des avantages lors du fonctionnement du moteur à combustion interne du fait qu'il se produit une faible émission de gaz d'échappement nocifs. Avec l'agencement suivant l'invention du circuit magnétique constitué par le noyau en fer 48 et par l'armature l6, on obtient ,non seulement une réduction sensibl des frais de fabrication.mais également une simplification du réglage et une amélioration du mode de fonctionnement. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 72 15896 9 2135627 REVENDICATIONS 1°) Dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustioninterne comportant un dispositif électronique de commande et au moins un injecteur électromagnétique ouvert 5 par le dispositif de commande en synchronisme avec la rotation du moteur t et maintenu ouvert pendant une impulsion électrique d'ouverture fournie par le dispositif de commande, dispositif d'injection comportant en outre un convertisseur de pression avec au moins un enroulement d'inductance variable placé 10 dans un carter relié au tube d'admission du moteur et réduisant la durée des impulsions électriques d'ouverture à mesure que la pression dans le tube d'admission du moteur diminue, ce convertisseur de pression comportant, dans une disposition coaxiale à l'intérieur de son carter, au moins une boîte de 15 pression mise sous vide et soutenue par le carter, une armature en fer de forme cylindrique reliée à l'autre côté de la boîte de pression ainsi qu'un ressort de compression servant à absorber les forces de rappel exercées par la boîte de pression sur l'armature, un noyau en fer coopérant avec l'arma-20 ture, ayant une forme de double U dans une section longitudinale passant par l'axe commun .étant fixé dans le carter et portant un enroulement disposé coaxialement à l'axe commun, tandis que l'armature est déplaçable longitudinalement dans l'alésage du noyau et dans l'enroulement, deux lames de ressort étant 25 en outre disposées à l'extérieur du noyau en fer pour guider l'armature, dispositif d'injection caractérisé en ce que le noyau en fer est formé de fer fritté. 2°) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau en fer comporte des oeillets 30 profilés pour la fixation des lames de ressort. 3°) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le noyau comporte une forte teneur en nickel, à savoir environ 36 %, dans sa matière frittée. 35 4°) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications là 3, caractérisé en ce que l'armature en fer coopérant avec le noyau en fer est agencée sous la forme d'une armature creuse. 5°) Dispositif suivant la revendication 4, 40 caractérisé en ce que l'armature en fer, servant de partie 72 15896 10 2135627 magnétiquement active, comporte une pièce tubulaire cylindrique en fer doux engagée sur une broche en métal léger, notamment en aluminium. 6°) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'est prévue à l'intérieur du ressort une tige de butée réglable axialement et servant de butée en charge partielle. 7°) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un dispositif d'amortissement est relié rigidement au noyau en fer.