Brevet FR2244914A1 — publié le 19750418

L'invention concerne un injecteur de carburant pour moteurs à combustion interne comprimant un me lange, à allumage extérieur, où l r injection se fait continuellement dans le tuyau d'aspiration, et dans lequel un organe de mesure, mobile suivant la quantité d'air qui passe, ainsi qu'un volet etrangleur qui peut etre actionné à volonté sont disposés l'-un à la suite de l'autre, et dans lequel on dose une quantité de carburant proportionnelle à la quantité d'air qui passe. Les injecteurs de carburant de ce genre ont pour objet de réaliser automatiquement un mélange carburant-air favorable pour toutes les conditions de marche du moteur, de façon à permettre une combustion totale du carburant, et d'éviter ainsi, avec une puissance la plus élevée possible pour le moteur, et une consommation la plus faible possible en carburant, d'éviter la formation de gaz d'échappement nocifs, ou au moins de la dininuer fortement. La quantité de carburant doit en conséquence etre dosée avec une très grande précision en fonction des exigences de toile état de marche du moteur, et en fonction de grandeurs caractéristiques de ce moteur telles que la vitesse de rotation, la charge, la température et la composition des gaz d'échappement. Dans les injecteurs de carburant du type dont on vient de parler connus, on dispose dans le canal d'aspiration d'air un disque réducteur de pression qui peut etre déplacé, par la quantité d'air qui passe, contre la force d'un ressort de rappel et qui est relié avec un tiroir de commande qui modifie, dans une canalisation de réglage du ~carburant, la pression proportionnellement à la pression de l'air aspiré. Cet injecteur de carburant a cet inconvénient que la valeur mesurée de l'air est transmise mécaniquement au tiroir de commande qui est affecté par le frottement et I'hystérésis, et que la modification du mélange carburant-air en fonction des grandeurs caracteristiques du moteur demande une dépense de construction importante. L'invention a pour objet de réaliser un injecteur de carburant du type connu, tenant compte des exigences mentionnées pour un tel dispositif, le coût de la construction étant peu élevé. A cet effet, l'invention propose que l'on puisse produire, en fonction d'un signal électrique de commande, venant de l'organe de mesure de l'air et correspondant à la quantité d'air qui passe, un courant hydraulique de réglage pour doser une quantité de carburant proportionnelle à la quantité d'air. Un mode de réalisation avantageux de lçinvention consiste en ce que l'on peut modifier le courant de réglage hydraulique au moyen d'un systeme à électro-aimant, placé sur un circuit de pression de réglage de l'injecteur de carburant, et que ce système à électro-aimant agit sur une soupape à pression différentielle, qui est établie sous la forme d'une soupape à siège plat, comportant comme partie mobile une membrane lâches et dans laquelle la membrane peut se déplacer dans le sens de l'ouverture sous l'effet de la force variable du système à électro-aimant, ce système étant établi sous la forme d'un système électro-dynamique avec un aimant permanent et un induit électro-dynamique. Un mode de réalisation également avantageux de l'invention consiste à pouvoir modifier, en changeant le courant hydraulique de réglage au moyen du système électromagnétique, la chute de pression à une résistance du courant de réglage et à établir la résistance du courant de réglage sous la forme d'une résistance hydraulique linéaire, comportant un siège de soupape fixe et une membrane résistante à la flexion qui, servant de partie mobile de la soupape, forme, avec le siège de soupape fixe, une fente annulaire qui détermine la quantité de carburant qui s'écoule par un orifice prévu dans la partie centrale de la membrane. Suivant une autre réalisation avantageuse de l'invention, les deux chambres de la soupape à pression différentielle, séparées par la membrane lace, peuvent être reliées par l intermédiaire de la résistance hydraulique de réglage, et la chute de pression sur cette résistance est égale a la difference de pression à la soupape différentielle. Un autre mode avantageux de réalisation de l@invention consiste a disposer, en amont de la résistance Iydraulicue de réglage sur le circuit de la pression de réglage, une résistance ilydraulique de réglage laminaire, et à dériver n amon' (le la résistance hydraulique laminaire de réglage, un @rouit @@alimentation du dispositif d'innection de carburant', sur lequel sont posées, parallelenent l'une à Autre, des résistances hydrauliques laminaires de dosage et avec chacune de celles-ci, en série, des soupapes à équi-pression qui sont établies sous la forme de soupapes à siège plat comportant une membrane liche séparant une chanbre de réglage d'une chambre de dosage et coopérant avec un siège de soupape fixe, qui libèrent plus ou moins le courant de carburant pour son passage vers les soupapes drinjection, les chambres de réglage des soupapes à équi-pression étant en communication avec le circuit de pression de réglage, et les chambres de dosage, avec le circuit d'alimentation. Un mode de réalisation recommandé de l'invention consiste en ce qu'en amont de la résistance à l'écoulement de réglage, bifurque une canalisation d'alimentation du dispositif dtinjection de carburant, sur lequel sont disposées, parallèlement entre elles, des résistances hydrauliques linéaires de réglage, et en série avec chacune de celles-ci une soupape à équipression qui est établie sous la forme d'une soupape à siège plat, comportant comme partie mobile une membrane lichez soupapes dont les chambres de réglage communiquent avec le circuit de pression de réglage, et la chambre de dosage, avec le circuit d'alimentation. Suivant un autre mode de réalisation recommandé de l'inventions la proportionnalité entre la quantité d'air aspiré et la quantité de carburant dosée peut être modifiée en fonction de grandeurs caractéristiques du moteur, moyen de signaux électriques de commande. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels La figure 1 représente un premier exemple de réalisation de lYinjecteur-de carburant; La figure 2 représente un second exemple Je réalisation de l'injecteur de carburant. Dans l'injecteur de carburant illustré @ans la figure 1. 1 air de combustion s'écoule dans le sens de la flèche dans un tuyau d aspiration 1, dans lequel sont placés, un après 'autre, un organe de mesure de l'air 2, et un volet @angle@@ 3 que @@on peut manoeuvrer à volonté. Comme organe de mesure de l airs on se sert dlun volet à air 2, fixé sur un seul coté9 qui actionne un potentiometre 4, et peut tourner contre la force d'un faible ressort de rappel 5. Le potentiomètre 4 est un élément de couplage dgun montage électronique qui n'est pas illustré. L'alimentation en carburant est assurée par une pompe à carburant 8, qui est entraînée par un moteur électrique 9, et aspire le carburant dans un réservoir 10, puis l'envoie, par une canalisation 11, au circuit dqalimentation 12 et au circuit 13 de pression de réglage. Dans le circuit d'alimentation sont placées, dans des canalisations 14, des résistances hydrauliques 15 laminaires de dosage, qui présentent un comportement d'écoulement laminaire.Les canalisations 14 débouchent, en aval des résistances hydrauliques 15 de dosage, dans les chambres de dosage 16 des soupapes à équipression 17, qui sont établies en soupapes à siège fixe, avec une membrane liche 20, coopérant avec un siège de soupape fixe 19, dont elle forme la partie mobile, et séparant la chambre de dosage 16 d'une chambre de réglage 18, soupapes qui libèrent plus ou moins le courant de carburant dans son écoulement par les canalisations d'injection 21, vers les soupapes d'injection 22. Sur la canalisation 12 du circuit d'alimentation est montée une soupape 23 à limitation de pression qui, si la pression du système est trop forte, laisse retourner du carburant, par une canalisation de retour 24, dans le réservoir à carburant 10. Le nombre des résistances hydrauliques laminaires dè dosage disposées parallèlement entre elles avec les soupapes à équi-pression correspondantes, se règle d'après le nombre des cylindres du moteur. Une résistance hydraulique 26 de réglage laminaire sépare la canalisation de carburant 11 du circuit de commande sous pression 13 dans lequel sont disposées les chambres de réglage 18 des soupapes à équi-pression, ainsi qu'unie résistance 27 hydraulique linéaire de commande, et une soupape à pression différentielle 28. La résistance 27 hydraulique linéaire de commande possède un siège de soupape fixe 29 et une membrane résistante à la flexion 30 qui, servant de partie mobile de la soupape, forme avec le siège de soupape fixe 2 une fiente annulaire 31, qui détermine la quantité de carburant qui s écoule par un orifice 32, prévu dans la zone centrale de la membrane 30.La résistance hydraulique 27 de réglage relie deux chambres 34 et 35 de la soupape à pression différentielle 28. séparées l'une de l'autre par une membrane lâche 33. La membrane 33 est poussée par un ressort 36 dans la direction awun siôge de soupape fixe 37. La différence de pression à la soupape à pression différentielle 28 peut être modifiée par un système a électro-aimant 40 qui est établi en système électro-dynamique, avec un aimant permanent 41 et un induit électro-dynamique 42.L'intensité du courant électrique, passant par induit électro-dynamique, est déterminée par ùn montage de commande électronique qui n'est pas représenté et dans lequel rentrent, comme grandeurs d'entrée, des valeurs de mesure transformées,par exemple la quantité d'air aspiré, la vitesse de rotation, la température, la charge, et la composition du gaz d'échappement. Sur la canalisation de trop-plein 43 de la soupape à pression différentielle 28, est posée une soupape à limitation de pression 44 qui empêche, en cas d'arrêt du moteur à combustion interne, que le carburant s' évapore des canalisations du dispositif d'injection.Le carburant qui s'écoule par la soupape de limitation de pression 44 arrive, sans pression, dans la canalisation de retour 24, et de là, dans le réservoir a carburant 10. L'injecteur de carburant, illustré par la figure 1, fonctionne de la façon suivante La quantité d'air aspiré dans le tuyau d'aspiration 1 est mesurée par l'organe de mesure 2 et est introduite par le potentiomètre A, en qualité de grandeur d'entrée dans un montage électronique qui n'est pas représenté. Dans le montage électronique de réglage, on peut également introduire des valeurs de mesure, converties en valeurs d'entrée, de grandeurs caractéristiques du moteur, comme par exemple la vitesse de rotation la température, la charge et la composition des gaz d'échappement. Le signal de sortie du -montage électronique de réglage sert de signal électrique de commande au système 40 à électrosaimant, de sorte qu'il est produit, par l'induit électro-dynamique 42, sur la membrane 33, une force de réglage qui est en équilibre avec la chute de pression å la résistance hydraulique de réglage 27, et la force du ressort 36. ssn raison de la différence de pression à la soupape à pression différentielle 28, il est produit, dans le circuit de pression de réglage, un courant de commande hydrau lique variable qui est proportionnel au signal électrique de commande du système 40 à électroaimant, à la force de réglage de la membrane 33 et à la chute de pression à la résistance hydraulique 27 linéaire de réglage. Le courant hydraulique de réglage produit, sur la résistance hydraulique 26 laminaire de réglage, posée également sur le circuit de pression de réglage 13, une chute de pression proportionnelle à la chute de pression à la résistance hydraulique 27 linéaire de réglage. Cette chute de pression est transmise à la résistance hydraulique 26 de réglage, par les soupapes à équi-pression 17, aux résistances hydrauliques 15 laminaires de dosage montées en parallèle. Par suite, la quantité de carburant qui passe par les résistances hydrauliques laminaires 15 de dosage et par les soupapes à équipression 17 est proportionnelle à la chute de pression à la résistance hydraulique laminaire 26 de réglage et à la résistance hydraulique laminaire 15 de dosage, et par suite aussi proportionnelle au signal électrique de réglage. Si -l'intensité du courant électrique au système à électro-aimant 40 est nulle, la différence de pression à la soupape différentielle 28 est aussi nulle. Il ne passe en conséquence dans le circuit 13 sous pression de réglage aucun courant de réglage hydraulique, et il ne se produit aucune chute de pression à la résistance hydraulique linéaire 27 de réglage, ni à la résistance hydraulique laminaire 26 de réglage.Quand l'intensité du courant électrique monte 9 le système électromagnétique 40 ouvre la soupape différentielle 28 et la différence de pression à cette soupape différentielle s'accroît, et par suite aussi la chute de pression aux résistances hydrauliques 26 et 27 de réglage. Le ressort 36 de la soupape différentielle 28 sert à ajuster le point de ralenti. L'effet de la température sur les résistances hydrauliques laminaires peut être compensé enles disposant en un bloc avec le mene niveau de tempCrature. L'effet de la viscosité sera compensé par la ccnaraison des résistances hydrauliques qui doivent etre dosées avec la résistance hydraulique de réglage, dont le courant hydraulique de réglage est affecté. Dans lXexewlple de réalisation de la figure yn pose dans les canalisations 14 du circuit d'alimentation, - la place des résistances hydrauliques laminaires de dosage, les résistances hydrauliques linéaires de dosage 47, dont la @onstruction correspond à celle de la résistance hydraulique linéaire 27 de réglage de la figure l. On peut de ce fait @upprimer, dans le circuit de pression de commande 13, le pontage en série des résistances hydrauliques linéaire et @aminaire de réglage, et il ne figure plus dans le circuit à @ression 13 de réglage qu!une seule résistance hydraulique linéaire 48 de réglage. Cette disposition offre l'avantage le permettre que l'on travaille à un niveau de pression plus bas dans 1'injecteur de carburant. De plus, les résistances :lydrauliques linéaires sont indépendantes de la viscosité. Dans la figure 2, les pièces qui sont restées les mêmes que dans la figure 1 sont désignées par les mêmes références. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à bartir desquels on pourra prévoir d'autres formes et l'autres @odes de réalisation, sans pour cola sortir du cadre de ttinvention. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Inject@ur de carburant pour moteurs à combustion interne comnrinant un mélange, à allumage extérieur, avec in@ection continue dans le tuyau d'aspiration dans lequel sont disposés, 9 à la suite l'un de l'autre, un organe de mesure mobile en fonction de la quantité d@air qui passe, ainsi qu'un volet étrangleur @ue 1 on peut manoeuvrer à volonté et dans lequel on close une quantité de carburant proportionnelle à la quantité d@air cul passe injecteur caractérisé en ce que l'on peut produire, sn fonction cl-un signal électrique de- commande, venant de l'organe de mesure de l'air (2) et correspondant à la quantité d@air qui passe, un courant hydraulique de réglage pour doser une quantité de carburant proportionnelle à la quantité d'air. 20) Injecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le courant hydraulique de réglage peut être modifié par un système à électro-aimant (40), monté sur un circuit de pression (13) de réglage de l'injecteur de carburant 30) Injecteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le système à électro-aimant (40) agit sur une soupape à pression dIfférentielle (28), qui est établie sous la forme d'une soupape à siège plat comportant comme partie mobile une membrane lache (33), et dans laquelle la membrane (33) peut se déplacer clans le sens de l'ouverture sous l'effet de la force variable du systeme à électro-aimant (40). 40) Injecteur sull-'-ant la revendication 3, caractérise en ce cue le système à électro-aimant (40) est établi sous la forme ci'un système électro-dynamique avec un a@mant permanent (41) et un induit électro-dynamique. 5 ) Injecteur suivant la revendication 3, caractérisé an ce qu en modifiant le courant hydraulique de réglage. on peut modif@et au moyen du système électro ma@@ét@que (40) @a chute de pression sur une résistance @@ @rauli@ue (2@ 48) de @églage. @@@ Injecteur suivant la revendication 5, @@@@ @@@@@ @@ @e que la résistance hydraulique (27, 48) de réglage @@@ établi@ sous la forme d'une résistance hydraulique li@@aire a@@@ @n s@@@e de soupape fixe (29) et une membrane (@@) @@@@@@@@ @@@@ la flexion qu@ se@vant de partie mobile de - ta soupape, forme, avec le siège fixe (29), une fente annulaire (31) qui détermine la quantité de carburant qui doit couler au oyen d'un orifice prévu dans la zone centrale de la membrane (30). 70) Injecteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les deux chambres (34, 35) de la soupape différentielle (28) , séparées par la membrane (33) liche, peuvent etre reliées par l'intermédiaire de la résistance hydraulique (27, 48) de réglage. 80) Injecteur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la chute de pression à la résistance hydraulique (27, 48) de réglage est égale à celle de la soupape à pression différentielle (28). 90) Injecteur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'on dispose, en aval de la résistance hydraulique (27) de réglage, dans le circuit à pression (13) de réglage, une résistance hydraulique (26) laminaire de réglage. 100) Injecteur suivant la revendication 9, caractérisé'en ce qu'en aval de la résistance hydraulique (26) laminaire de réglage dérive un circuit d'alimentation (12) du dispositif injecteur de carburant, dans lequel sont disposées parallelement entre elles des resistances hydrauliques (15) laminaires de dosage et, en série avec chacune d'elles, des soupapes à équi-pression (17). 110) Injecteur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les soupapes à équi-pression (17) sont établies sous la forme de soupapes à siège plat avec une membrane liche (20) séparant une chambre de réglage (18) d'une chambre de dosage (16), et coopérant, comme partie mobile de @a soupape, avec un pièze de soupape fixe (19), ces soupapes Libérant plus ou moins le courant de carburant qui va aux soupapes d'injection (22). 120) Injecteur suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les chambres de réglage (18) des soupapes à équipression (17) communiquent avec le circuit à pression (13) le réglage, et les chambres de dosage (16) avec le circuit l'alimentation (12). 130) Injecteur suivant la revendication 8, caractérisé en ce quea en amont de la résistance hydraulique '48) linéaire de réglage, dérive un circuit d'alimentation (12) de l'injecteur, dans lequel sont posées des résistances hydrauliques de dosage (47) linéaires parallèles entre elles, et en serie avec chacune d'elles une soupape à equipression (17) qui est établie en soupape à siège plat avec une membrane liche comme partie mobile, les chambres de reglage (18) communiquant avec le circuit à pression (13) de réglage, et leurs chambres de dosage (16) avec le circuit d'alimentation. 140) Injecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lJon peut modifier la proportionnalité entre la quantité d'air aspiré, et la quantité de carburant dosée au moyen de signaux électriques de commande, en fonction de grandeurs caractéristiques du moteur.