Brevet FR2323027A1 — publié le 19770401

La présente invention due à la collaboration de Monsieur Jean-Pierre RIVERE est relative à une installation pour le réglage industriel de la course d'un injecteur électromagnétique de carburant ou d'un doseur mécanique ou électrz-mécanique pour l'obtention d'un temps de réponse donné. Les injecteurs électromagnétiques du commerce sont généralement de bonne qualité technologique mais sont sujets à une dispersion non négligeable pour les faibles débits de carburant. En géné- ral, les fournisseurs d'injecteurs proposent une dispersion dtau moins + 3 > par rapport au débit nominal pour de faibles débits. Compte tenu de l'évolution des normes antipollution et de la réduction des consommations envisagées sur les moteurs à allumage commandé, la combustion en mélange pauvre semble être une solution aux-deux problèmes précités. La contre-partie de cette technique réside dans l'exigence d'une grande précision dans le contrôle des débits de carburant pour limiter au maximum les dispersions de fonctionnement d'un moteur à l'autre. L'objet de la présente demande de brevet est de proposer une installation et une méthode de fonctionnement de cette installation en vue du réglage des injecteurs électro-magnétiques garantissant + 1 de dispersion sur les débits de carburant les plus faibles, méthode qui a l'avantage de ne pas augmenter le prix de fabrication de l'injecteur. L'installation suivant l'invention pour le réglage industriel de la course d'un injecteur électromagnétique de carburant ou d'un doseur mécanique ou électro-mécanique pour obtention d'un temps de réponse donné est remarquable en ce qu'elle est constituée par une chaine technologique comportant : un dispositif dXalimentation en carburant de l'injecteur à régler nui comprend un débitmntre assurant la mesure en continu du carburant débité, paramètre sur lequel est basé le réglage de l'injecteur ; une machine telle que sertisseuse, embotltisseuse, presse, rectifieuse, fraiseuse, tour, etc.. susceptible de contrôler au moins une cote de l'injecteur et par conséquent d'en ajuster le débit ; un élément de commande de puissance contrôlable par des moyens automatiques externes, tels qtl'une alimentation de fluide sous pression commandant l'organe de contrôle de ladite cote ou ta ut autre moyen olestique ou hydro-mécani-que assurant le meme résultant et un disnositif de contrôle électroninue assurant le cadencement : du fonctionne-ent de l'injecteur ; des électro-vannes de sécurité assurant l'alimemtation ou la décharge des commandes de puissance, des pompes de mise en pression du carburant d'alimentation et du fluide de commande des organes de puissance. D'autres caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre et qui n'est donnée qu'à titre d'exemple. A cet effet on se reportera aux dessins joints dans les quels - la figure 1 est une courbe illustrant le débit d'un injecteur à bille en fonction de son temps dtouverture, - la figure 2 est une courbe illustrant le temps de réponse d'un injecteur à bille en fonction de la course en microns, - la figure 3 illustre un mode de réalisation du dispositif de réglage industriel d'injecteur suivant la présente invention; et, - la figure 4 illustre un mode de réalisation d'un régulateur de pression électro-mcanique faisant partie du dispositif de réglage selon la figure 3. Le débit d'un injecteur à commande d'ouverture électromané- tique est linéaire en fonction de son temps d'ouverture. La droite représentative de ce débit qui est illustrée à la figure 1 peut être définie par sa pente et son abscisse à l'origine qui est le temps de réponse électromécanique to La pente est principalement fonction de la pression motrice du carburant et de la section du calibrage de sortie. Le temps de réponse Sp dépend de la conception de l'injecteur, de l'intensité du champ magnétique et notamment de l'entrefer existant entre le noyau d'acier doux et ltobturateur, c'est à dire de la course. D'où l'intérêt de ne déterminer la valeur de la course qu'en fonction de mesures effectives de débit pratiquées sur l'injecteur en cours de réglage. C'est en effet la seule méthode qui permette une correction globale des diverses dispersions géométriques et magnétiques comme elles ressortent de la considération de la courbe illustrée à la figure 2. Suivant la représentation de la figure 3, l'installation pour le réglage industriel d'injecteur de carburant suivant l'invention comprend : un circuit d'injection de type classique, déjà commercialisé sur les véhicules et comportant : un réservoir 1 une pompe électrique 2 de mise en pression ; un filtre 3 ; un réal- lateur de pression 4 avec retour au réservoir 1 ; un injecteur 6 que l'on se propose de régler par le procédé suivant l'invention un circuit 21 de retour du liquide injecté vers le réservoir 1 et une électrovanne 22 isolant le circuit de 1'injecteur ; une presse hydraulique comportant : une bâche hydraulique 12 contenant un fluide à viscosité faible ou peu élevée ; une pompe hydraulique 13 basse-pression ; un filtre en série 14 ; un régulateur de pression 15 qui sera décrit ultérieurement en détail à l'aide de la figure 4 une électrovanne 19 permettant de mettre en communication soit un piston hydraulique 16 avec la bâche hydraulique 12 par une conduite de retour 20 pour réduire la pression dans la chambre de travail 17 du piston 16, soit un circuit hydraulique 23 et le piston hydraulique 16 par l'intermédiaire d'un ajutage 26 ou dtun injecteur à commande électromagnétique permettant au contraire d'augmenter la pression dans la chambre de travail 17 du piston 16 ; un cylindre récepteur hydraulique 17 constituant le corps ou le vérin du piston hydraulique 16 lequel possède un ressort de rappel 18, un circuit 24 de récupération du liquide injecté ; et un corps 10 de support de l'injecteur 6, ce corps comportant une tubulure 25 d'arrivée du carburant pour l'injecteur 6. L'installation pour le réglage industriel dt injecteur de carburant suivant l'invention comporte en outre un ensemble de commande et de mesure tel que l'ensemble de mesure comprend : un capteur de débit liquide 5 et un circuit électronique de traitement incorporé au boitier 8 d'alimentation électrique de l'injecteur et de commandes électriques diverses concernant les électrovannes 19 et 22 et les pompes 2 et 13. L'ensemble de commande comprend essentiellement le boitier 8 dont les fonctions sont les suivantes - il traite et exploite les informations données par le débitmètre 5 - il comprend les commandes manuelles et/ou automatiques des pompes 2 et 1t3, des électrovannes 19 et 22 de charge et de décharge du vérin 17;/soldant le circuit carburant de l'injecteur à régler 6, - il commande l'injecteur 6 - il incorpore la commande électrique de l'injecteur 6 avec temporisation pour la séquence automatique de remplissage et mise en action - il commande le régulateur électromécanique 15 de pression de circuit hydraulique 23, 24, 17, 20 On décrit à présent le mode de réalisation du régulateur de pression électromécanique 15 du circuit hydraulique à l'aide de la figure 4 Ce régulateur de pression électromécanique 15 comprend un corps 31 ; une arrivée de carburant 32 ; une sortie de carburant 33 ; une glace 34 réglant la perte de charge du régulateur. La glace 34 est montée sur une membrane 35 solidaire de noyaux magnétiques 36 et 37 supportés par un ressort 39 et disposés à l'intérieur d'un solénoïde 40. Ce régulateur de pression électromécanique 15 fonctionne comme suit : la membrane 35 est équilibrée sous l'action de la pression de carburant régulée Pcw de la pression atmosphérique a et de la force magnétique Fm créée par la circulation d'un courant électrique dans le solénoSde 40 ; La force magnétique Fm dépendant de la valeur de l'intensité du courant électrique parcourant le solé noise 40, il est clair que l'on peut asservir la valeur de la pression régulée du carburant en agissant sur la valeur de l'intensité d'excitation du solénoïde 40. L'exécution pratique de l'opération de réglage de la course dtun injecteur s'effectue comme suit On monte tout d'abord l'injecteur 6 qu'il convient de régler dans la presse de réglage 16, 17 en introduisant l'injecteur dans le support 10 du corps dtinjecteur. L'injecteur se présente assemblé en état de marche avec une course supérieure de 0,4 à 0,5mE à la valeur probable après réglage qui estthéoriquement de 110 microns. Le piston hydraulique 16 est amené au contact du nez de l'injecteur. L'arrêt est commandé par la fonction du circuit électrique 8. On rince alors l'injecteur 6 par remplissage et nettoyage de l'in jecteur pendant dix secondes dans les conditions suivantes données à titre d'exemple non limitatif. - pression d'alimentation en en carburant : 2 bars. - fréquence 50 Hertz - tramps d'injection : 8 ms. Après la séquence de rinçage de l'injecteur, l'unité de contrôle électronique 8 réalise le programme suivant qui n'est donné qu'à titre d'exemple non limitatif a) mise en route de l'injecteur en phase mesure dans les conditions suivantes - fréquence : 50 Hertz - temps d'ouverture : 2 ms. - pression. d'alimentation en carburant : 2 bars. b) attente d'une seconde. c) départ de la mesure du débit. d) intégration de la mesure fournie par le débitmètre 5 pendant cinq secondes. e) arrêt de la mesure. Si la valeur du débit demeure trop élevée, le calculateur 8 commande l'ouverture de 1'électro-vanne 19 19 de façon à remplir sous pression le réservoir hydraulique 17 et à pousser vers le haut le piston hydraulique 16 de la presse de telle sorte que le nez de l'injecteur 6 se trouve enfoncé davantage dans son logement pour réduire la course de la bille. L'avance du plateau du piston hydraulique de la presse 16 peut être programmée proportionnellement à l'écart E de débit entre débit réel et débit nominal désiré de fa çon à réduire le temps de réglage. Lorsque la réduction de la course de la bille a été obtenue, le programme se reboucle sur la phase d jusqu'à ce que 11 écart E devienne inférieur en valeur absolue à une valeur prédéterminée de référence. Le programme peut alors passer à l'étape suivante qui est f) l'unité électronique 8 coupe les pompes 2 et 13, ferme l'électrovanne 22 afin d'isoler le circuit d'alimentation de carburant et l'injecteur, arrête la commande de l'injecteur, arrête la commande de l'injecteur 6, ferme l'électrovanne 19 qui autorise la redescente du plateau 16 par évacuation du fluide contenu dans la chambre de travail 17 de façon à dfgager l'injecteur réglé. On a représenté l'installation pour le réglage industriel de la course d'un injecteur électromagnétique de carburant ou d'un doseur mécanique ou électromécanique pour l'obtention d'un temps de rénonse dorné comme incorporant une presse hydraulique 10, 16, 17 en vue d'agir sur au moins une cote de l'injecteur et de permettre par la même d'en modifier le débit. Il est bien évident que l'on pourrait aisément remplacer la presse par toute autre machine équi valente permettant de parvenir au même but, telle que par exemple sertisseuse, emboutisseuse, rectifieuse, fraiseuse, tour, cette liste n'étant nullement limitative. - REVENDICATIONS 1 -Installation pour le réglage industriel de la course d'un injecteur électromagnétique de carburant ou d'un doseur mécanique ou éleetro-r.ccanique pour l'obtention d'un temps de réponse donné caractérisée en ce quelle est constituée par une chine tecirnologique comportant : un dispositif d'alimentation en carburant de l'injecteur à régler (6) comprenant un débitmètre (5) assurant la mesure en continu du carburant débité, paramètre sur lequel est basé le réglage de l'injecteur ; une machine (10, 16, 17), telle que sertisseuse, emboutisseuse, presse, rectifieuse, fraiseuse, tour, siis- ceptible de contrôler au moins une cote de l'injecteur et par conse- quent d'ajuster le débit de l'injecteur ; un élément de commande de puissance (15, 19) contrôlable par des moyens automatiques externes (8) tel qu'une alimentation de fluide sous pression commandant l'organe de contrôle (17) de ladite cote ou tout autre moyen électrique ou hydro-mécanique assurant le -meme résultat et un dispositif de contrôle électronique (8) assurant le cadencement - du fonctionnement de l'injecteur (6). - des électro-vannes de sécurité (19, 22) assurant l'alimentation ou la décharge des commandes de puissance (24, 17). - des pompes de mise en pression (2, 13) du carburant d'alimentation et du fluide de commande des organes de puissance. 2') Installation suivant la revendication 1, caractérisée par un soit clapet (19) à double effet permettant la,transmission de la comman- de de puissance actionnant l'organe de puissance (16, 17) soit interdisant ladite transmission sous la commande de l'unité de contrôle électronique (8). 3e) Installation suivant la revendication 1, caractérisée par Ime électro-vanne (22) de sécurité autorisant ou non l'alimentation en carburant du doseur à régler (6) sous la commande de l'unité de contrôle électronique (8). 40) Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation de carburant sous pression re-o e filtre à comprend : un réservoir (i).une pompe basse-pression (2) ; unflui- de hydraulique (3); unretour au réservoir (4) et une sortie sous pression alimentant une des électrovannes (22) et le dOseur à régler (6). 5 ) Installation suivant la revendication 1, caractériséeen ce que le dispositif élaborant une commande de puissance comprend : une bâche hydraulique (12) ; une pompe (13); un régulateur de pression (15) du circuit hydraulique asservi à l'unité de contrôle électronique (8);un filtre (14) à fluide hydraulique ; un circuit de retour (20) de la bache ; un circuit d'alimentation (23, 24) de fluide sous pression alimentant la commande de puissance de la presse hydraulique (16, 17) par l'intermédiaire d'un clapet (19) autorisant ou non le passage de la pression, le fonctionnement de ce clapet étant sous la dépendance du dispositif de contrôle électronique (8). 60) Méthode pour le réglage de la course d'un injecteur électromagnétique de carburant ou d'un doseur mécanique ou électromécanique en vue de l'obtention d'un temps de réponse donné, méthode utilisant l'installation suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qusà l'aide de l'unité électronique (8) on exécute successivement les opérations suivantes : on remplit et nettoye 11 injecteur (6) pendant 10 secondes environ ; on met en route l'injecteur en phase mesure ; on commence la mesure du débit par intégration de l'indication fournie par un débitmètre (5) pendant cinq eecondes ; on arrête la mesure'si le débit'est trop élevé, on commande l'ouver- ture du clapet (19de façon à agir sur le piston hydraulique (16) portant le nez d'injecteur (6)par augmentation de la pression dans la chambre de travail (t7) du piston (16) ; on refait la mesure du débit et l'on agit à nouveau sur le piston hydraulique jusqu'à obtention du débit nominal désiré ; on coupe les pompes (2, 13) ; on ferme une électrovanne (22) de façon à isoler le circuit d'alimentation en carburant de l'injecteur ; on arrête la~commande de l'injecteur (6), on ferme la seconde électrovanne (79) qui autorise le dégagement du piston hydraulique (16) et celui de l'injecteur réglé (6).