Brevet FR2358560A1 — publié le 19780210

La présente invention concerne un dispositif d'injection de combustible pour moteurs à combustion interne, à organe électronique de commande de l'injection. On connaît déjà, par exemple par le brevet français nO 1 522 293, un dispositif d'injection de combustible pour mo- teur à combustion interne comprenant une pompe à combustible à pression constante et au moins un mécanisme d'injection constitué par un premier cylindre, avec son piston, relié, d'une part, à au moins un injecteur et, d'autre part, à la pompe par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour et d'une électrovanne, et par un deuxième cylindre avec son piston de plus grand diamètre que le premier, les deux cylindres étant coaxiaux et dans le prolongement l'un de l'autre et le deuxième piston étant en appui sur le premier; une liaison y est en outre prévue entre la chambre formée par l'extrémité fermée du deuxième cylindre, opposée au premier cylindre, et la face correspondante de son piston et une source de pression, un organe électronique étant agencé pour commander, suivant les conditions de fonctionnement du moteur, l'électrovanne de manière qu'elle soit ouverte pendant un temps nécessaire pour que la quantité appropriée de combustible à injecter s'écoule dans le premier cylindre, temps pendant lequel le deuxième cylindre n'est pratiquement soumis à aucune pression, l'injection s'effectuant au moment où la source de pression exerce une pression suffisante sur les deux pistons afin de les déplacer. La mise en communication périodique de la chambre et de la source de pression, constituée de préférence par la pompe, peut s'y effectuer à travers un robinet à trois voies, commandé en synchronisme avec la rotation du moteur. Or, aux basses vitesses du moteur, et du fait de ce synchronisme, le robinet à trois voies ne peut pas être commuté très rapidement, ce qui présente un incontsé- nient à la fin de l'injection, ctest-à-dire au moment où on coupe la pression-sur les deux pistons.En effet, à la fermeture de l'injecteur et à cause du rebondissement de son aiguille, il se produit un phénomène d'hystérésis qui donne naissance à des ondes de retour dont le niveau est inversement proportionnel à la vitesse de décharge du conduit reliant le fond du premier cylindre à l'injecteur, et d'autant plus entretenues que le premier piston est déplacé lentement, de'place-ent autorise par llnsolatisn de la chambre de la source de pression, en l'occurence la pompe, l'iolation étant commande par le robinet. Un premier objet de la présente invention est donc de palier cet inconvénient en permettant, après l'injection, de décharger rapidement le conduit reliant le fond du premier cylindre à 1'in- jecteur. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'injection de combustible pour moteur à combustion interne comprenant une pompe à combustible à pression constante et au moins un mécanisme d'injection constitué par un premier cylindre, avec son piston, relié, d'une part, à au moins un injecteur et, d'autre part, à la pompe par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour, et par un deuxième cylindre, avec son piston de plus grand diamètre que le premier, les deux cylindres étant coaxiaux et dans le prolongement l'un de l'autre et le deuxième piston étant en appui sur le premier, une liaison étant en outre prévue entre la chambre formée par l'ex trématé fermee du deuxième cylindre, opposée au premier cylindre, et la face correspondante de son piston et une source de pression, dispositif caractérisé par le fait que la dite liaison comprend une électrovanne commandée par un organe électronique agencé pour quef suivant les conditions de fonctionnement du moteur, la source de pression exerce une pression dans la dite chambre de manière que la quantité appropriée de combustible à injecter soit refoulée à l'injecteur. Alors que dans le dispositif classique, une quantité de combus tible, dosée par l'électrovanne de remplissage, est introduite dans le premier cylindre avant d'entre refoulée à l'injecteur, dans le dispositif de l'invention, qui ne comporte plus d'électrovanne de remplissage, la quantité appropriée de combustible à injecter n'est plus dosée pendant le remplissage du premier cylindre, mais pendant la course d'injection des pistons, jusqu'à ce que l'electrovanne rebascule très rapidement sous 2'action de son organe électronique de commande, ce que le précédent robinet ne peut pas toujours faire.Cette commutation très rapide de l'élec- trovanne de commande offre ainsi l'avantage de pouvoir décharger très rapidement le conduit reliant le fond du premier cylindre l'injecteur et donc d'éviter, conformément à l'invention, les à-coups de pressionJi la fermeture de l'injecteur, et par conséquent les fuites de combustible à l'injecteur en fin d'injection, llonde rpre on étant d'autant plus amortie que le premier piston, après la décharge dn conduit, est déplacé très rapidement dans son cylindre. Dans une forme de réalisation préférée du dispositif d'injéc- tion du combustible de l'invention, le deuxième cylindre est muni d'un capteur de déplacement du deuxième piston, relié au dit organe électronique. Le capteur fournit des informations électriqués sur le déplacement des pistons, informations qui sont introduites dans l'organe électronique de commande et comparées aux conditions de fonctionnement, ce qui permet d'élaborer des signaux de commande de l'électrovanne pour arreter l'injection de combustible après le refoulement du premier cylindre de la quantité appropriée de combustible à injecter. Grâce à ce capteur, la quantité appropriée de combustible à injecter est dosée de façon parfaitement solumdtrique et non plus seulement b des par exemple, d'une minuterie. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante des différentes formes de réalisation du dispositif de l'invention, description se référant au dessin annexé sur lequel - la figure 1 représente une vue schématique d'une forme de réalisation du dispositif de l'invention, et - la figure 2 représente une vue schématique d'une autre forme de réalisation du dispositif de l'invention. Le dispositif d'injection de la figure 1 comprend une pompe moyenne pression 1 servant également de source de pression, prélevant le combustible à injecter dans un réservoir 2. Le combustible refoulé par la pompe 1, dont la pression est régulée par une soupape de régulation de pression 3, alimente une électrovanne à trois voies 4, par ses voies 4a et 4c. La pression de décharge de la soupape 3 est elle-meme régulée par une soupape de régulation 5 à une valeur inférieure, cette pression s'appliquant, par l1in- termédiaird'un clapet anti-retour 6, à un mécanisme d'injection 7. Ce mécanisme 7 comprend un premier cylindre 8, dans lequel peut coulisser un premier piston 9 et, coaxial au cylindre 8, dans son prolongement et de plus grand diamètre que ce dernier, un second cylindre 10, dans lequel peut coulisser un second piston 11, en appui sur le piston 9, comme il sera indiqué ci-åprès. Le cylindre 8, relié au clapet 6, est également relié, par l'in- termédiaire d'un conduit 13, à un injecteur 12 qui est taré à une pression supérieure à celle régulée par la soupape 5. La chambre 18, formée par 1 'extrémité fermée du cylindre 10, opposée au cylindre 8, et la face supérieure, sur le dessin, du piston 11, est reliée à la voie 4c de l'électrovanne 4. La voie 4b de l'électrovanne 4 est reliée à la décharge de la -soupape 5 qui est maintenue en légère surpression par une soupape de régulation 14 elle-m8me reliée au réservoir 2.Une chambre 15, récupérant les fuites des pistons 9 et 10, est également reliée à la décharge de la soupape 5. L1électro- vanne 4 est commandée par un organe électronique 16 de type connu. Le cylindre 10 est muni d1 un capteur 17 de déplacement du piston 11, relié à l'organe électronique 1-6, qui fournit un signal électri- que d'amplitude proportionnelle au déplacement du piston 11 et donc à celui du piston 9. Dans le cas d'un moteur monocylindrique, bien que ltinvention ne soit pas limitée à ce seul cas, ce moteur, non représenté sur le dessin, entrains la pompe 1 ainsi qu'un dispositif, non plus représenté sur le dessin, fournissant des signaux traduisant la position du piston du moteur dans son cycle d'injection à l'organe électronique 16. On suppose que le début du cycle d'injection correspond à la position basse g sur le dessin, du piston 9. Dès qu'une injection est terminée et que llélectrovanne 4 a rebasculé, les voies 4c et 4b de l'électrovanne 4 communiquent. Grâce à la pression, délivrée par la soupape 14, qui s'exerce dans la chambre 18, le piston il est en appui sur le piston 9. Le combustible, sous la pression établie par la soupape 5, pénètre, par l'intermédiaire du clapet 6, dans le cylindre 8 repoussant le piston 9 et donc le piston 11, en appui sur le piston 9.Lorsque le piston 9 est en fin de course en position haute, c'est-à-dire lorsque le remplissage du cylindre 8 en combustible est terminé, les pressions du cylindre 8 et du conduit situé en amont du clapet 6 s'égalisent, et le clapet 6 se referme. Grâce à la pression appropriée régulée par la soupape 5, inférieure à la pression de tarange de l'injecteur 12, l'injection ne peut pas se produire en ce point du cycle d'injection. Juste avant l'injection, l'organe électronique 16 fait basculer l'électrovanne 4, mettant en communication les voies 4a et 4c. La pression de la pompe 1, régulée par la soupape 3, s'applique alors dans la chambre 18, ne qui déplace vers le bas, sur le dessin, les pistons 9 et 11S et refoule le combustible vers lsinjecteur 12, à une pression égale à celle de la pompe 1 multipliée par le carré du rapport des rayons respectifs des pistons 11 et 9, pression supérieure à celle régnant, avant le début de linjection, dans le cylindre 8 et établie par la soupape 5. Lorsque la quantité de combustible à injecter, selon les conditions instantanées de fonctionnement du moteur, a effectivement été injectée, le volume injecté étant égal à la section du cylindre 8 multipliée par le déplacement du piston 9, ce qui correspond à un dosage parfaitement volumétrique, le capteur de déplacement 17 émet un signal qui irait rebasculer, par l'intermédiaire de l'organe 16, l'électrovanne 4, mettant en communic ttion ses voies 4c et 4b ; le conduit 13 se décharge alors très rapidement, ce qui offre l'avantage d'éviter les à-coups de pression à la fermeture de l'injecteur 12, et donc les fuites de combustible à l'injecteur, en ce point du cycle d' injection. L'organe électronique 16 peut toujours Qtre programmé pour tenir compte des inerties mécaniques et hydrauliques dues au basculement de l'électrovanne 4. À la fin de l'injection, un nouveau cycle peut recommencer. On a representé, sur la figure 2, une autre forme de réalisation du dispositif de l'invention, où les mêmes références désignent les mêmes éléments qu'à la figure l. La seule différence résille dans le fait qu'on a remplacé 1' élec- trovanne 4 à trois voies 4a, 4b, 4c par deux électrovannes simples 4t et 4" à deux voies, respectivement 4a, 4c et 4b, 4c, commandées toutes deux par le même organe électronique 16. Le fonctionnement du dispositif de la figure 2 est en tous points identique à celui du dispositif de la figure 1. On a représenté sur le dessin un capteur 17 de type inductif, mais l'invention n'est pas limitée à cette seule forme, tout capteur capacitif ou potentiométrlque pouvant tout aussi bien convenir. REVENDICATIONS 1 - Dispositif-d'injection de combustible pour moteur à combustion interne comprenant une pompe à combustible à pression constante et au moins un mécanisme d'injection constitué par un premier cylindre, avec son piston, relié, d'une part, à au moins un injecteur et, d'autre part, à la pompe par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour, et par un deuxième cylindre, avec son piston de plus grand diamètre que le premier, les deux cylindres étant coaxiaux et dans le prolongement l'un de l'autre et le deuxième piston étant en appui sur le premier, une liaison étant en outre prévue entre la chambre formée par l'extrémité fermée du deuxième cylindre, opposée au premier cylindre, et la face correspondante de son piston et une source de pression, dispositif caractérisé par le fait que la dite liaison comprend une électrovanne commande par un organe électronique agencé pour que, suivant les conditions de fonctionnement du moteur, la source de pression exerce une pression dans la dite chambre de manière que la quantité appropriée de combustible à injecter soit refoulée à l'injecteur. Z - Dispositif suivant la revendication 1, dans lequel le deuxième cylindre est muni d'un capteur de déplacement du deuxième piston, relié au dit organe électronique. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, dans lequel 1'électrovanne est une électrovanne à trois voies. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l'électrovanne est une électrovanne simple, une deuxième électrovanne simple, commandée électroniquement, étant reliée à la dite chambre pour pouvoir faire chuter, après l'injection, la pression dans la dite chambre. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, dans lequel le dit organe électronique commande les deux électrovannes simples. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 5, dans lequel le capteur est un capteur inductif. 7.- Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 5, dans lequel le capteur est un capteur potentiométrique.