Brevet FR2324876A1 — publié le 19770415

La présente invention se rapporte aux équipements d'injection de carburant et concerne plus particulièrement les systèmes d' in- jection de carburant destinés aux moteurs à combustion interne et comprenant un ajutage d'injection de carburant comportant un orifice ou un jet ainsi qu'un organe d'obturation qui, d'une façon normale, fonctionne effectivement de manière à obturer l'orifice ou a interrompre le jet de façon à interdire l'écoulement du fluide à travers l'ajutage, un transducteur piézo-électrique as socié fonctionnellement à l'ajutage, et un oscillateur destiné a attaquer le transducteur de manière a amener l'organe d'obturation à vibrer, permettant ainsi au fluide de s'écouler à travers l'ajutage lorsque le transducteur est attaqué. Pour commander la quantité de carburant qui est distribuée à travers l'ajutage, le signal appliqué au transducteur doit être un signal à impulsions comprenant des rafales ou groupes de signaux provenant de l'oscillateur, de telle sorte que le carburant ne s 'écoule à partir de l'ajutage que simultanément avec une impulsion. L'un des problèmes posés par ce système consiste à obtenir la certitude que les effets de sonnerie ou d'oscillation, qui prolongent les vibra- . tions de l'organe d'obturation après l'interruption de l'impulsion d'attaque, sont évités ou au moins réduits dans de grandes proportions. I1 s'agit là d'une particularité importante lorsqu'un contrôle précis de la distribution du carburant est nécessaire, du fait qu'il est parfaitement clair qu'aucun écoulement de carburant ne peut être toléré après la cessation des impulsions, particulièrement lorsque les longueurs ou durées des impulsions sont faibles, comme cela est nécessaire pour permettre d'obtenir un fonctionnement à vitesse réduite pour un moteur à combustion interne alimenté à l'aide de ce genre d'équipement. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et d'apporter une solution à ces problèmes. Elle est matérialisée dans un équipement d'injection de carburant caractérisé en ce qu'il comprend un ajutage d'injection de carburant comportant un orifice ou un jet et un organe d'obturation qui, d'une façon normale, fonctionne effectivement de manière à obturer l'orifice ou à interrompre le jet afin d'empêcher l'écoulement du fluide à travers l'ajutage, un transducteur piézoélectrique associé fonctionnellement à l'ajutage, et un oscilla teur destiné à attaquer le transducteur de manière à amener l'organe d'obturation à vibrer, permettant ainsi à l'écoulement du fluide de s'effectuer à travers l'ajutage lorsque le transducteur est attaqué de cette façon, l'oscillateur comportant un dispositif de commutation qui lui est associé et qui fonctionne effectivement de manière à interrompre l'application au transducteur du signal d'attaque provenant de l'oscillateur, de telle sorte qu'après cette interruption par commutation, l'impédance présentée vis-àvis du transducteur est élevée ou au moins n'est pas sensiblement inférieure à la propre impédance de ce dernier. De préférence, l'impédance présentée vis-à-vis du transducteur doit entre approximativement égale ou supérieure à la propre impédance de ce dernier qui est obtenue lorsqu'il n'est pas attaqué. De cette manière, les effets de sonnerie ou d'oscillation qui pourraient prolonger les vibrations de l'organe d'obturation après la cessation de l'attaque de l'oscillateur sont évités ou réduits dans des proportions importantes. L'organe d'obturation peut être une bille et l'ajutage peut être fabriqué de manière à délimiter un cornet à résonance. Un ajutage convenant bien est décrit en détail dans la demande de brevet déposée en France le 31 Janvier 1973 sous le No. 73-03 306 au nom de la Demanderesse et ayant pour titre "Ajutage pour l'injection de combustible liquide dans des milieux gazeux". L'oscillateur peut comprendre un circuit en pont dont une branche comporte le transducteur, un côté du pont étant alimenté à partir d'un amplificateur et par l'intermédiaire d'un transformateur de manière à déterminer l'obtention aux bornes de l'autre côté ou du côté opposé du pont d'une tension de réaction qui est appliquée à l'amplificateu- par l'intermédiaire d'une ligne de réaction. Le dispositif de commutation peut comprendre un commutateur à semi-conducteurs qui constitue une partie de l'amplificateur. Pour équilibrer statiquement le pont, le transducteur peut être shunté à l'aide d'un condensateur qui peut être variable. Pour faciliter la mise en fonctionnement, le transducteur peut également être shunté par une résistance. Un bras résistif du pont peut être shunté par un condensateur, et une resistance prévue dans la ligne de réaction peut être shuntée par un condensateur. Grâce à ce montage, le condensateur qui shunte le bras résistif du pont détermine le déséquilibre de ce pont afin de faciliter une mise en fonctionnement aisée de l'oscillateur du fait qu'une tension de réaction positive qui est produite est augmentée parle dés équilibre du pont et que la résistance qui shunte le trains du teur a un effet similaire. Pour compenser le déphasage qui est déterminé par ce condensateur, il peut être prévu d'introduire un condensateur supplémentaire dans la ligne de réaction. Le commutateur peut comzprendre un transistor qui est norma- lement à l'état conducteur de manière à déterminer un trajet à faible impédance au niveau de l'entrée de l'amplificateur afin d'inhiber ou de bloquer les oscillations, mais qui cesse d'être conducteur à la suite de l'application à ce dernier d'une impulsion de commande destinée à permettre les oscillations. Le transistor peut être shunté par une diode Zener qui est conçue de manière à fonctionner selon un mode Zener lorsque le transistor est à l'état non conducteur afin de permettre l'obtention d'un courant de polarisation stable pour le transistor d'entrée de l'amplificateur. Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit, à titre d'exemple uniquement, en se référant au dessin annexe, qui est donne à titre non limitatif et dont la fig. unique est une représentation schématique détaillée d' un oscillateur conçu de manière à alimenter un transducteur. Si l'on se réfère maintenant à cette fig. unique, celle-ci montre que l'oscillateur est conçu de manière à alimenter un transducteur I. Ce transducteur est associé fonctionnellement à un ajutage d'injection de carburant (non représenté) qui est du type comprenant une bille normalement sollicitée de manière à porter d'une façon étanche contre un siège de valve sous l'effet de la pression de carburant. Lorsque le transducteur est attaqué par une énergie ultra-sonore, la bille est contrainte de vibrer de manière a s'écarter du siège afin d'admettre le carburant dans une tubulure d'admission ou dans une chambre de combustion. Le transducteur 1 ainsi qu'un condensateur shunt la et une ré- sistance shunt lb qui lui sont associés ormen- un fraye ft%t circuit en pont dont les autres bras sont défini ta un conden- sateur 2, par une résistance 3 et par un circuit en paralle comprenant une résistance 4 et un condensateur 5. Le pont est alimenté à pa tir de 'enroulement secondaire d'un transformateur 6 dont l'enroulement primaire est alimenté à partir d'une paire de transistors 7 et 8 qui fonctionnent comme un amplificateur. Lors de son fonctionnement, le circuit en pont est alimenté d'un côté à partir de l'enroulement secondaire du transformateur 6 et une tension, qui est produite aux bornes de l'autre coté et qui apparait au niveau du point de liaison existant entre les composants ou éléments constitutifs 2 et 3, est appliquée à une ligne de réaction 9, qui comprend un circuit-en parallèle comportant une résistance 10 et un condensateur 11, de manière à atteindre la base du transistor 8 qui constitue l'entrée de lTam plificateur.Pour faciliter le fonctionnement à impulsions de l'oscillateur, qui est nécessaire pour obtenir l'application des rafales ou groupes nécessaires d'énergie appliqués au transducteur 1, il est prévu de s'arranger pour qu'un transistor de commutation 12, qui est normalement à l'état conducteur, soit connecté à la base du transistor 8 de manière à inhiber ou bloquer les oscillations.Ce transistor 12, qui est alimenté par une impulsion de commande provenant d'une ligne 13 par l'interm6- diaire d'un transistor supplémentaire 14, est commuté à l'état non conducteur lorsque l'impulsion est appliquée et que la tension existant au niveau d'un point de liaison 15 croît nuscnl'à atteindre la tension de Zener d'une diode Zener 16 qui fait passer les transistors 7 et 8 à l'état conducteur et qui permet ainsi le déclenchement de l'oscillateur. I1 y a lieu de se rendre compte que, lors de son fonctionnement normal, l'oscillateur serait continuellement commuté en passant en service et hors service, la durée de la période en service déterminant la quantité de carburant qui est fournie au moteur auquel est associé l'équipement selon l'invention.Du fait que l'impédance du transducteur 1 varie suivant son état de fonctionnement, le déclenchement ou la mise en fonctionnement peut parfois être difficile et, pour faciliter ce déclenchement, il est prévu le condensateur 5 qui shunte la résistance 4 dans l'un des bras du pont de manière à créer un état de deséquilibre qui, à son tour, aboutit à l'obtention d'une tension de réaction élevée apparaissant sur la ligne 9, cette dernière déclenchant rapidement les oscillations, la résistance lb servant à obtenir les mêmes effets. Ce condensateur de déclenchement ou de mise en fonctionnement 5 introduit des déphasages indésirables et, pour éliminer les effets de ces déphasages, la résistance de réaction 10 est shuntée par le condensateur 11.Le pont est équilibré grace au choix convenable de la valeur du condensateur la. Le montage qui est représenté correspond à un équipement ne comprenant qu'un transducteur, mais il est possible, comme cela peut être nécessaire pour un moteur à cylindres multiples, de prévoir plusieurs transducteurs qui seraient alimentés à partir de l'oscillateur selon l'invention. Un avantage important offert par l'équipement précédemment décrit consiste en ce qu'après la cessation d'une impulsion d'attaque le transducteur 1 ne sonne ou n'oscille pas d'une façon importante du fait qu'il est conçu de manière à ne "voir" qu'une impédance relativement élevée lors de l'interruption par commutation. En pratique, cette impédance est comparable à sa propre impédance à I'état de non-fonctionnement et cette im pédance atteint sensiblement la valeur de 4 kilo-ohms. Cependant, pendant le fonctionnement, cette impédance décroft jusqu'à atteindre la valeur d'environ 2 kilo-ohms.Cette impédance relativement élevée de 4 kilo-ohms qui est présentée au moment de la commutation à l'état de fonctionnement peut empêcher ou gêner le déclenchement ou la mise en fonctionnement de l'oscillateur et, de ce fait, il est prévu d'utiliser la résistance shunt la comme cela a été précédemment décrit. La valeur capacitive du condensateur shunt lb à laquelle s'ajoute la capacité-du transducteur I est conçue de manière à être égale à la capacité du condensateur 2. En pratique, le transducteur présente une capacité d'environ 620 picofarads, la capacité du condensateur 2 étant d'environ 820 picofarads, de telle sorte que la capacité du condensateur lb est d'environ 200 picofarads. Ces valeurs dépendent évidemment du choix du transducteur et peuvent varier avec la fréquence de fonctionnement qui, dans le cas considéré ici, est de 60 kilohertz. D'autres modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des equivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Equipement d'injection de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend un ajutage d'injection de carburant comportant un orifice ou un jet et un organe d'obturation qui, d'une façon normale, fonctionne effectivement de manière à obturer l'orifice ou à interrompre le jet afin d'empêcher l'écoulement du fluide à travers l'ajutage, un transducteur piézo-électrique associé fonctionnellement à l'ajutage, et un oscillateur destiné à attaquer le transducteur de manière à amener l'organe d'obturation à vibrer, Permettant ainsi à l'écoulement du fluide de s'effectuer à travers l'ajutage lorsque le transducteur est attaqué de cette manière, l'oscillateur comportant un dispositif de commutation qui lui est associé et qui fonctionne effectivement de manière à interrompre l'application au transducteur du signal d'attaque provenant de l'oscillateur, de telle sorte qu'après cette interruption par commutation, l'impédance présentée visà-vis du transducteur est élevée ou au moins n'est pas sensiblement inférieure à la propre impédance de ce dernier. 2.- Equipement d'injection de carburant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'obturation est une billeet en ce que l'ajutage est fabriqué de manière à délimiter un cornet à résonance. 3.- Equipement d'injection de carburant suivant ia revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'oscillateur comprend un circuit en pont dont une branche comporte le transducteur, un côté du pont étant alimenté à partir d'un amplificateur et par l'intermédiaire d'un transformateur de manière à déterminer l'obtention aux bornes de l'autre côte ou côté opposé du pont d'une tension de réaction qui est appliquée à l'amplificateur par l'intermédiaire d'une ligne de réaction. 4.- Equipement d'injection de carburant suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commutation comprend un commutateur à semi-conducteurs qui est associé fonctionnellement à l'amplificateur. 5.- Equipement d'injection de carburant suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transducteur est shunté par un condensateur. 6.- Equipement d'injection de carburant suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transducteur est shunté par une résistance. 7.- Equipement d'injection de carburant suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'un bras du circuit en pont, qui est voisin du transducteur, comprend une résistance et un condensateur connectés en parallèle 8.- Equipement d'injection de carburant suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la ligne de réaction comprend un circuit parallèle qui comporte une ré Si stance et un condensateur et qui est connecté en série avec cette ligne. 9.- Equipement d'injection de carburant suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le commutateur comprend un transistor qui est normalement à l'état conducteur de manière à déterminer un trajet à faible impédance au niveau de l'entrée de l'amplificateur afin d'inhiber ou de bloquer les oscillations, mais qui cesse d'être conducteur après qu'une impulsion de commande d'entrée lui a été appliquée, facilitant ainsi les oscillations, le transistor étant shunté par une diode Zener qui est conçue de manière à fonctionner selon un mode de Zener lorsque le transistor est à l'état non conducteur afin de permettre l'obtention d'un courant de polarisation stable pour un transistor d'entrée de l'amplificateur.