Brevet FR2221623A1 — publié le 19741011

La présente invention est relative aux dispositifs de commande d'alimentation en combustible, utilisés dans les moteurs à combustion interne et plus particulièrement dans les moteurs à combustion interne des véhicules routiers. L'invention a pour objet un tel dispositif de commande pour moteur à combustion interne, comprenant en combinaison un injecteur ayant un orifice de section variable à travers lequel du combustible est fourni au moteur, une première pompe pour alimenter ledit orifice en combustible avec un débit qui est fonction de la vitesse de fonctionnement de cette première pompe, un moteur pour entrainer ladite première pompe, la vitesse de ce moteur étant va riable en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion, une autre pompe pour alimenter ladite première pompe en combustible avec une pression constante, des moyens pour modifier la section efficace dudit orifice, ces moyens fonctionnant en réponse à ladite pression constante et à la pression du combus tible distribué par ladite premièrepoppe de telle sorte qu'une charge de pression constante soit maintenue de part et d'autre de ladite pompe. De façon souhaitable, les deux pompes sont des pompes à engrenages. De préférence, ledit orifice de section variable est délimité entre la paroi d'un alésage du corps de l'injecteur et un organe de commande monté dans ledit alésage et mobile par rapport à celuici afin de modifier la section dudit orifice, un conduit hélicoïdal étant en outre délimité entre la paroi dudit alésage et ledit organe de commande à travers lequel, en fonctionnement du combustible provenant de ladite première pompe s'écoule jusqu'audit orifice. De préférence, le dispositif comprend un appareil de mesure du débit massique qui produit un signal de sortie proportionnel au débit massique de l'air dans le collecteur d'admission du moteur, ladite sortie étant utilisée pour commander la vitesse du moteur de telle sorte que ledit premier paramètre de fonctionnement du moteur à combustion est le débit massique de l'air dans le collecteur d'admission. De préférence, le moteur est un moteur électrique pas à pas. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en se réaux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels : la Fig. 1 est une vue schématique d'un dispositif de commande d'alimentation en combustible pour moteur à combustion interne d'un véhicule routier la Fig. 2 est une vue en coupe de l'injecteur représenté à la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue en coupe à plus grande échelle d'une partie de l'injecteur représenté à la Fig. 2. Suivant l'exemple d'exécution représenté,le dispositif de commande d'alimentation comprend une première pompe 10 à engrenages, c'est-à-dire une pompe comportant deux pignons 10a et lOb engrenant ensemble, montés dans un carter, l'un de ces pignons pouvant être entrainé de telle sorte que la rotation dudit premier pignon entraîne la rotation de l'autre, les pignons transportant du combustible entre un orifice d'entrée 11 et un orifice de refoulement 12 par l'intermédiaire de chambres formées entre les dents des pignons et le carter. Le pignon précité, pouvant être entraîné, de la pompe à engrenages 10, est relié au rotor d'un moteur pas à pas 13. Le dispositif comprend également un appareil 14 de mesure du débit massique, qui produit un signal de sortie électrique qui est directement proportionnel au débit massique de l'air dans le collecteur d'admission 15 du moteur à combustion interne. L'appareil de mesure de débit massique comprend une électrode 16 haute tension qui est reliée à un générateur haute tension (non représenté) et est montée dans le collecteur d'admission 15, et deux électrodes 17 basse tension, (dont une seule est représentée) qui sont également montées dans le collecteur d'admission à l'opposé de l'électrode 16, en etant espacées dans le sens de l'ecou- lement de l'air à travers le collecteur. En service, un faible courant passe de l'électrode 16 aux électrodes 17 et, si l'ecoule- ment de l'air est nul dans le collecteur 15, les électrodes 17 recueillent des quantités égales de courant.Si cependant, de l'air s'écoule dans le collecteur, le passage du courant est perturbé de telle sorte que les électrodes 17 recueillent des quantités différentes de courant, cette différence étant proportionnelle au débit massique de l'air et pouvant de ce fait être utilisée pour fournir le signal électrique de sortie désiré. Le signal de sortie de l'appareil 14 de mesure du débit massique est relié à un générateur de fonctions 18 qui peut égale ment recevoir d'un ensemble 19 des signaux de commande représentant l'angle d'ouverture du papillon des gaz, le régime du moteur à combustion et la température de l'eau de refroidissement lorsqu'elle quitte le collecteur d'admission. Le générateur de fonctions 18 produit un signal dont la fréquence représente le débit de combustible à fournir au moteur, ce signal étant alors utilisé pour entraîner le moteur pas à pas 13, et de ce fait la pompe 11, avec une vitesse qui est directement proportionnelle à la fréquece du signal.La pompe 10 à engrenages aspire du combustible dans un réservoir 23 par I'intermédiaire d'un filtre à combustible 24, d'uneeconde pompe à engrenages 25 et d'un régulateur de pression 26 qui comporte un conduit de décharge qui revient au réservoir 23. Le côté refoulement de la pompe à engrenages 20 distribue du combustible à un premier orifice d'admission 21 d'une soupape 27 constituée par un injecteur, et une prise de pression située entre le régulateur 26 de pression et la pompe à engrenages 10 est reliée à un second orifice d'admission 28 de la soupape 27. La seconde pompe à engrenages 25 et le régulateur de pression 26 assurent que du combustible est distribué à l'orifice d'admission 11 de la pompe à engrenages 10 sous une pression constante. Comme on le voit à la Fig. 2, la soupape ou l'injecteur 27 comprend un corps réalisé en deux parties 29 et 30 qui soit assem blées et qui emprisonnent entre-elles une membrane souple 31. La membrane 31 délimite un côté d'une première chambre 32 qui communique avec le premier orifice 21 d'admission de combustible et son autre face délimite une seconde chambre 33 qui communique avec le second orifice 28 d'admission de combustible. Les chambres 32,33 sont délimitées dans l'extrémité de plus grand diamètre d'un alé- sage étagé 34 formé à l'intérieur du corps 29, du combustible étant distribué, en service, par la pompe 11 à travers l'orifice 21 d'admission et la chambre 32 jusqu'à l'extrémité étroite de l'alésage 34. Une aiguille 35 est fixée sur la membrane 31 et s'étend à travers la chambre 32 dans l'extrémité étroite de l'alésage 34. Cette partie de l'aiguille 41 disposée à l'intérieur de l'extremi- té étroite de l'alésage étagé 34 comporte deux épaulements 36,37 espacés axialement qui sont en contact avec la paroi de l'alésage 34 et qui comportent chacun une rainure hélicoidale à plusieurs entrées ou à plusieurs filets, désignée par 36a à la Fig.2, afin d'imprimer un mouvement tourbillonnaire au combustible traversant la rainure hélicoldale en direction de l'extrémité externe de l'alésage 34 et améliorer ainsi la division du combustible à sa sortie. L'extrémité externe de l'alésage 43 est délimitée par un chapeau d'extrémité ou nez 38 et se termine par une partie tronconique convergente 39 (Fig.3) qui se raccorde à une étroite partie tubulaire 40 qui se raccorde elle-même à une partie tronconique divergente 41. En outre, l'extrémité axiale libre de l'aiguille 35 présente une partie tronconique 42 convergente dont l'angle inclus est inférieur à l'angle inclus de la partie tronconique 39 du chapeau d'extrémité 38. Ainsi, la partie 42 délimite avec la partie 39 lors d'un déplacement axial de l'aiguille 35, un orifice 44 de section variable. En outre, la partie tronconique 42 de l'aiguille 35 se prolonge par une partie tubulaire étroite 43 qui délimite avec la partie 40 un orifice annulaire de sortie à travers lequel du combustible est injecté dans le collecteur d'admission 15 (Fig.l) du moteur associé.En outre la soupape 27 comporte un ressort (non représenté) qui agit pour déplacer l'aiguille 35 pour fermer l'orifice 44 lorsqu'il est nécessaire de couper l'alimentation du moteur. En service , la pompe à engrenages 10 distribue du combustible à l'orifice d'admission 21 avec un débit qui est fonction de la vitesse du moteur 13 et qui est ainsi fonction du signal de sortie du générateur de fonctions 18. Lorsque la vitesse de la pompe 10 augmente, l'augmentation de la pression du combustible dans la chambre 32 astreint la membrane 31 à se déplacer à l'encontre de l'action de la pression constante du combustible distribué à la chambre 33, augmentant ainsi la section de l'orifice 44 jusqu'à ce que les pressions régnant dans les chambres 32 et 33 s'équilibrent maintenant ainsi une charge de pression constante de part et de l'autre de la chambre 10.Le déplacement de la membrane comme indiqué plus haut provoque également un déplacement de l'aiguille 35 afin d'augmenter la la section efficace de l'orifice 44 de façon à maintenir, ou à peu près maintenir la vitesse d'injection et de ce fait les caractéristiques de pulvérisation du combustible dans le collecteur 15 d'admission, à une valeur constante indépendamment de la vitesse de fonctionnement de la pompe 10. Une diminution de la vitesse de fonctionnement de la pompe à engrenages 10 amène la membrane 31 ainsi que l'aiguille 35 à se déplacer dans le sens opposé. Dans un mode de réalisation particulier du dispositif de commande d'alimentation décrit ci-dessus, le combustible est distribué à la pompe à engrenages 10 par la seconde pompe à engrenages 25 et le régulateur de pression 26 , sous une pression de 7 kg/cm2. Le débit maximal à partir de la pompe à engrenages 10 vers la soupape 27 est de 500 c.c. par minute. La levée de l'aiguille 35 depuis une position dans laquelle les parties 39 et 42 sont en contact, pendant la marche au ralenti du moteur est de 0,0038 mm. et la levée maximale est de 0,15 mm. En outre, la section maximale efficace de l'orifice, c'est-à-dire la section de l'orifice 44 à l'endroit où il rejoint l'orifice annulaire, est de 0,41 mm2, et la section de l'orifice annulaire est de 0,6 mm , environ. De préférence, le clapet de décharge 26 est équilibré contre la pression de l'air au voisinage de l'orifice de sortie de l'injecteur 27. Lorsque l'injecteur est situé en amont du papillon de commande des gaz, du fait que cette pression est alors approximativement la pression atmosphérique, la liaison d'équilibrage du clapet de décharge peut être mise directement à l'atmosphère. Par un tel réglage de l'équilibrage du clapet de décharge, on assure une chûte de pression constante de part et d'autre de l'orifice de l'injecteur et de ce fait la vitesse d'écoulement et les caractéristiques de pulvérisation restent constantes. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commande de combustible pour moteur à com- bustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un injecteur ayant un orifice de section variable à travers lequel du combustible est fourni au moteur, une première pompe pour alimenter ledit orifice en combustible avec un débit qui est fonction de la vitesse de fonctionnement de cette première pompe, un moteur pour entraîner ladite première pompe, la vitesse de ce moteur étant variable en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion, une autre pompe pour alimenter ladite première pompe en combustible avec une pression constante, des moyens pour modifier la section efficace dudit orifice, ces moyens fonctionnant en réponse à ladite pression constante et à la pression du combustible distribué par ladite première pompe de telle sorte qu'une charge de pression constante soit maintenue de part et d'autre de ladite pompe. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux pompes sont des pompes à engrenage. 3 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit orifice de section variable est délimité entre la paroi d'un alésage prévu dans le corps de l'injecteur et un organe de commande monté dans ledit alésage et mobile par rapport à celui-ôi afin de modifier la section dudit orifice, un conduit hélicoïdal étant en outre délimité entre la paroi dudit alésage et ledit organe de commande, à travers lequel, en fonctionnement, du combustible provenant de ladite première pompe s'écoule vers ledit orifice. 4 - Dispositif suivant la revendication-3, caractérisé en ce que l'injecteur comprend un premier orifice d'admission qui communique avec ledit orifice de section variable et qui, en fonctionnement, est alimenté en combustible par ladite première pompe, et un second orifice d'admission auquel du combustible est fourni par ladite autre pompe, lesdits moyens fonctionnant en réponse à la fois à la pression du combustible distribué par ledit premier orifice d'admission et à la pression du combustible distribué à travers ledit second orifice d'admission. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une membrane à laquelle est relié ledit organe de commande, les faces opposées de la membrane étant soumises, en fonctionnement respectivement aux deux pressions de combustible précitées. 6 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'organe de commande est constitué par une aiguille, l'orifice de section variable étant délimité entre les surfaces tronconiques de l'aiguille et les parois dudit alésage. 7 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un appareil de mesure de débit massique qui produit un signal de sortie proportionnel au débit massique de l'air dans le collecteur d'admission du moteur à combustion, ledit signal de sortie étant utilisé pour commander la vitesse du moteur de telle sorte que ledit premier paramètre de fonctionnement du moteur à combustion est le débit massique de l'air dans le collecteur d'admission. 8 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur est un moteur pas à pas. 9 - Véhicule routier caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande d'alimentation tel que défini dans l'une quelconque des revendications précédentes.