Brevet FR2193150A1 — publié le 19740215

L'invention concerne un dispositif de contrEle de soupapes, en particulier d'injecteurs de carburant, comportant une pompe haute-pression qui est reliée à la soupape devant être contrôlée par une conduite de refoulement. les injecteurs de carburant, généralement constitues par des soupapes à aiguille pour des moteurs Diesel, subissent des épreuves portant sur ltétanchéité, la forme du jet et le réglage correct de la pression de pulvérisation. Pour établir la pression nécessaire, on utilise des pompes hautepression commandées à la main au moyen d'air comprimé, ou entrarnées Electriquement. La pompe est reli & normalement à la soupape par l'intermédiaire d'une pièce de refoulement rigide.En raison du peu de souplesse de ce système rigide, la pression d'ouverture de la soupape, c'est-à-dire la pression pour laquelle l'aiguille de la soupape est soulevée de son siège et découvre une section d'écoulement, est atteinte très rapidement. les pompes utilisées ne possèdent en général qu'un très faible débit de refoulement par course, de sorte que la quantité refoulée ne suffit pas t-couvrir la perte de fluide comprimé à la soupape, si bien que la pression dans la pièce de refoulement s'effondre très vite et que la soupape se referme, par exemple sous l'action d'un ressort repoussant l'aiguille sur son siège. Une nouvelle élévation rapide de la pression jusqu'à la pression d'ouverture détermine de nouveau une brève pulvérisation, suivie d'un effondrement de la pression.Il n'est donc pas possible de produire ainsi un jet de pulvérisation énergique et de longue durée et l'aiguille de l'injecteur exécute au contraire des battements qui ne correspondent en rien au comportement en service d'un injecteur monté dans un moteur. Une épreuve de ce genre ne peut donc donner que des indications imprécises. En raison de la mauvaise faculté de contrôle, trop de soupapes ont été considérées jusqu' présent comme notant pas en mesure de fonctionner. Partant de cette situation, la pressente invention se propose de réaliser, avec un minimum de frais, un dispositif du genre sus-mentionné permettant de maintenir, pendant un laps de temps suffisant à une vérification de la soupape, des conditions sensiblement analogues aux conditions de fonctionne ment d'une soupape. Ce problème est résolu par le fait que, dans la plage de pression comprise entre la pression de fermeture et la pression d'ouverture de la soupape, la capacitS de la conduite de refoulement peut-etre augmentée, à l'encontre d'une force élastique, pour recevoir un volume de réserve prédéterminE. Alors que la soupape est encore fermée, il se rassemble ainsi dans la conduite de refoulement une quantité de fluide comprimé suffisante, qui doit s'écouler à travers la soupape après que sa pression d'ouverture a été atteinte et jusqutà ce que la pression de fermeture soit atteinte. les avantages pouvant entre obtenus par ce moyen résident notamment-en ce que l'opération de pulvérisation peut durer aussi longtemps que l'écoulement de tout le volume de réserve à travers la soupape.On peut produire par suite un jet de pulvérisation énergique à pleine levée de l'aiguille, la-durée de ce jet pouvant être beaucoup plus longue que le temps d'injection réel. le temps disponible pour l'observation étant lonb et les conditions de fonctionnement étant reproduites d'assez prés, une épreuve ainsi effectuée fournit des indications très précises. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la conduite de refoulement est constituée par un tuyau en caoutchouc haute-pression dilatable élastiquement. Sans aucun appareillage supplémentaire quelconque, on obtient ainsi un volume de réserve suffisant par la dilatation élastique du tuyau en caoutchouc haute-pression. Des tuyaux de jonction flexibles sont de plus très simples à manipuler, car ils ne demandent, ni des conduites posées à demeure, ni un tracé déterminé des conduites. Pour protéger le tuyau en caouchouc haute-pression d'une dilatation inacceptable et d'un éclatement ultérieur, il est recommandé de l'entourer d'au moins une armature en fil d'acier, sur laquelle il vient s'appliouer en charge et qui en limite donc la dilatation élastique. Il est prévu, de préférence, une première armature en fil d'acier, intérieure radialement, qui est disposée directement sur la surface externe du tuyau en caoutchouc haute-pression et possède une caractéristique élastique souple, ainsi qu'une deuxième armature en fil d'acier, extérieure radialement, qui possède une caractéristique élastique dure et se trouve à une certaine distance radiale de la première. L'armature en fil d'acier intérieure radialement uniformise dans une large mesure la charge pouvant être supportée localement par le tuyau en caoutchouc hautepression. A pleine charge, celui-ci vient s'appliquer sur l'armature extérieure en fil d'acier, de sorte qu'il ne peut pratiquement pas se dilater au-delà de la cote prescrite. La distance prévue entre les deux armatures en fil d'acier permet de régler la valeur de la dilatation élastique du tuyau en caoutchouc haute-pression. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donne à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente un dispositif selon l'invention pour le contrôle de la pulvérisation d'injecteurs. la figure 2 montre un exemple de réalisation de la conduite de refoulement. la figure 3 montre un autre exemple de réalisation de la conduite de refoulement. la figure 4 reproduit un diagramme volume-pression d'une telle conduite de refoulement. Dans la figure 1, la référence t désigne une pompe haute-pression, reliée par une tubulure de refoulement 2 à un répartiteur 3. La pompe haute-pression 1 est commandée généralement à l'air comprimé, mais on peut utiliser également des pompes à commande manuelle ou électrique. Pour simplifier l'agencement des pompes et réduire les forces devant entre absorbées par elles, on met en oeuvre des pompes dont le volume refoulé par course est très petit. Au répartiteur 3 peuvent être raccordées plusieurs conduites de refoulement 4, aboutissant chacune à une soupape 5, qui est constituée, dans le cas représenté, par un injecteur à aiguille devant être éprouvé en ce qui concerne l'étanehéité, la forme du jet et le réglage correct de la pression de pulvérisation. A la sortie du répartiteur 3 peuvent être prévus des clapets de retenue 6 empochant le fluide comprimé de revenir de la conduite de refoulement 4 à la pompe 1, ce qui risquerait d'influencer mutuellement les diverses conduites de refoulement. Du répartiteur 3 part encore une conduite de retour 7 vers la pompe, afin que les quantités de fluide comprimé non refoulées dans les conduites 4 puissent revenir à la pompe 1.Dans la zone oA la conduite de refoulement 4 est raccordé-e à l'injecteur 5, il est prévu une soupape de strett 8, qui entre en action et met la conduite de refoulement 4 à l'air libre par un conduit d'évacuation de secours 9 à l'instant où la pression dans la conduite de refoulement 4 dépasse une valeur limite réglable. les clapets de retenue 6 ainsi que les soupapes de strette 8 sont avantageusement des soupapes à bille chargée par un ressort. le fluide comprimé pulvérisé pour le contrble de l'injecteur 5 est recueilli dans une cuve 10 d'ot une conduite de retour peut le rariiener à la pompe 1. il est possible également de vidanger à la main la cuve 10 une fois pleine dans un réservoir prévu sur la pompe 1. le fluide comprimé refoulé par la pompe 1, qui est en général de l'anticorite, est emmagasiné dans la conduite de refoulement 4, aussi longtemps que la pression dans celle-ci n'atteint pas la pression d'ouverture de l'injecteur 5, c'està-dire la pression pour laquelle l'aiguille est soulevée de son siège, le cas échéant à l'encontre de la force d'un ressort de soupape. Dans ce but d'emmagasinage, la conduite de refoulement 4 est agence de manière à pouvoir se dilater élastiquement, ou est reliée à une chambre de réserve. Au moment où la pression dans la conduite de refoulement 4 atteint la pression d'ouverture de l'injecteur 5, une section d'écoulement est dégagée et le fluide comprimé peut s'échapper dans la cuve 10. La forme du jet indiqué en 11 peut astre alors très exactement vérifiée.Par une diminution automatique de la capacité de la conduite de refoulement 4, soit en raison de la rétractation élastique de ladite conduite, soit sous l'action d'un ressort ou d'une membrane précédemment bandé, la totalité du fluide emmagasiné dans la conduite de refoulement 4 est pulvérisée au moyen de l'injecteur 5. L'opération de pulvérisation peut ainsi durer très longtemps, ce qui permet un contrtle suffisant. Lorsque la pression dans la conduite de refoulement 4 s'est abaisse jusqu'à la pression de fermeture de l'injecteur 5s l'aiguille d'injection est appliquée de nouveau sur son siège. La pression de fermeture d'une soupape est toujour infSrieure à la pression d'ouverture, du fait qu'à la fermeture les surfaces utiles de portée sont plus grandes. Etant donné qu'en raison du faible volume de refoulement par course de la pompe hautepression 1, des intervalles de temps plus longs sont nécessaires pour ltétablissement dans la conduite de refoulement 4 d'une pression correspondant à la pression d'ouverture de l'injecteur 5, il existe des intervalles plus grands entre les diverses opérations de pulvérisation. L'étanchéité de l'injecteur 5 peut titre facilement vérifiée pendant ces intervalles. Si l'on désire effectuer seulement un contrôle d'étanchéité, on peut par exemple régler la valeur limite de la pression à la soupape de rareté 8 de fanon que, bien que la pression d'ouverture de l'injecteur 5 ne soit pas atteinte, une pression très élevée s'exerce sur l'aiguille d'injection.Le réglage correct de la pression d'injection peut être facilement surveillé au moyen d'un manomètre 12, monté sur le répartiteur 3 dans le cas représenté. La figure 2 montre en coupe une conduite de refoulement 4, possédant en soi une faculté de dilatation élastique très grande. Dans le présent exemple, la conduite de refoulement est constituée par un tuyau en caoutchouc haute-pression 13. Pour supporter les pressions internes élevées, le tuyau en caoutchouc présente une très forte épaisseur de paroi. A la surface externe du tuyau en caoutchouc haute-pression 13, il est prévu une armature en fil d'acier 14, avantageusement formée d'un entrelacement de minces fils d'acier. L'armature 14 présente une caractéristique élastique très souple, assurant au tuyau en caoutchouc haute-pression 13 sa pleine faculté de dilatation élastique. A une certaine distance radiale de l'armature en fil d'acier 14 radialement intérieure se trouve une autre armature en fil d'acier 15 extérieure radialement, qui est formée d'un gros fil d'acier entrelacé. La caractéristique élastique de l'armature en gros fil d'acier 15 est très raide, de sorte que des forces élevées sont déåà nécessaires pour une dilatation réduite. Sous l'effet d'une pression s'établissant dans la cavité 16, il se produit d'abord une dilatation du tuyau en caoutchouc haute-pression 13 avec son armature en fil d'acier 14 radialement intérieure, jusqu'à ce que la surface externe s'applique étroitement sur l'armature en fil d'acier 15.La course de dilatation du tuyau en caoutchouc haute-pression 13 est limitée par conséquent par la distance séparant l'armature 15 de sa surface externe. Dans l'exemple de rEalisation représenté à la figure 3, la conduite de refoulement est constituée par un tube 17, en comnunication avec un cylindre 18, dans lequel peut coulisser de faeon étanche un piston 20 chargé par un ressort 19. Lorsque la pression dans la conduite de refoulement s'élève, le piston 20 se déplace vers le haut à l'encontre de la force du ressort 19 et le volume de la chambre 21 se trouvant au-dessous du piston dans l'exemple représenté augmente. Le fluide comprimé venant du tube 17 et entrant dans la chambre 21 par le pelage 22 est refoule dans le tube 17 par la force du ressort 19 en position ouverte de l'injecteur.La chambre 21 atteint son volume maximum au moment où les spires du ressort 19 s'appliquent les unes sur les autres. Pour éviter une usure du ressort 19, il peut entre prévu une butée sur laquelle le piston 20 vient s 'appliquer. Dans le diagramme reproduit à la figure 4, la pression dans la conduite de refoulement 4 est portée en ordonnée et le volume de la conduite de refoulement en abscisse. La pression d'ouverture plus élevée de l'injecteur 5 est désignée par P1 et la pression de fermeture par P2. En 23 est tracé le diagramme volume-pression d'une conduite de refoulement conventionnelle, par exemple d'un tube rigide. La branche de la courbe s'élève de facon abrupte correspondant à la caractéristique élastique raide d'un tube rigide. Le volume de réserve hachuré est par consécluent très petit. En 24 est indiquée la caractéristique d'une conduite de refoulement conforme à l'invention. La courbe se dissocie en deux branches, savoir une première branche en pente douce et une deuxième très abrupte. La pente douce correspond sensiblement à la dilatation du tuyau en caoutchouc hautepression 13, ou à la tension du ressort 19. A la transition entre la branche en pente douce et la branche abrupte de la courbe 24 est atteint le point pour lequel le tuyau en caoutchouc haute-pression 13 vient s'appliquer sur l'armature en gros fil d'acier extérieure radialement, ou pour lequel les spires du ressort 19 reposent les unes sur les autres. La branche abrupte correspond alors approximativement au comportement d'une pièce rigide. En raison de l'élévation en pente très douce de la première branche de la courbe, le volume de réserve pareillement hachuré devient très grand dans la conduite de refoulement selon l'invention. Le volume de réserve étant très grand, on obtient également de la manière désirée une très longue durée de pulvérisation. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de contrôle de soupapes, en particulier d'injecteurs de carburant, comportant une pompe haute-pression qui est reliée à la soupape devant être contrôlée par une conduite de refoulement, ledit dispositif étant caractérisé en ce que, dans la plage de pression comprise entre la pression de fermeture et la pression d'ouverture de la soupape (5), la capacité de la conduite de refoulement (4) peut être ausnentée à l'encontre d'une force élastique, pour recevoir un volume de resserve prédéterminé. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisE en ce que la conduite de refoulement (4) est constituée par un tuyau en caoutchouc haute-pression (13) dilatable élastique- ment. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tuyau en caoutchouc haute-pression (13) est entouré d'au moins une armature en fil d'acier (14,15). 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par une première armature en fil d'acier (14) intérieure radialement, qui est dispose directement sur la surface externe du tuyau en caoutchouc haute-pression (13) et possède une caractéristique élastique souple, ainsi que par une deuxième armature en fil d'acier (15) extérieure radialement, qui possède une caractéristique élastique dure et se trouve à une certaine distance radiale de la première. 5,- Dispositif selon la revendication 1, caractérisS en ce qu'à la conduite de refoulement est relire un cylindre (18), dans lequel peut se déplacer un piston (20) chargé par un ressort (19). 6.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisE en ce qu'une chambre ermée par une membrane est en communication avec la conduite de refoulement (4). 7.- Dispositif selon I'tlyie quelconque des revendications précédentes, caractérisé par une soupape de sûreté (8), s' ouvrant pol- sie pression maximum prédéterminée. 8.- Dispositif sel-n l'une quelconque des revendications précédemment raran.térisE en ce que plusieurs conduites de refoulement (4) peuvent entre alimentées par une pompe haute-pression (1) au moyen d'un répartiteur (3).