Brevet FR2365033A1 — publié le 19780414

La présente invention concerne un appareil destiné à tester les conditions de vaporisation des injecteurs de fuel pour moteurs Diesel de marine ou autres. Plus particulièrement l'invention concerne un appareil permet.tant de tester les conditions de.vaporisation d'un. injecteur de - fuel en y faisant .pénétrer une.quantité convenable d'huile de test sous haute pression. Il existe beaucoup de types d'injecteurs pour moteurs Diesel parmi lesquels les injecteurs de BURMEISTER et WATT, de SULZER et de MAN, mais leur conception de base est toujours celle représentée sur la figure 1 comprenant un corps d'injecteur 2 comprimé et fermé par la force de compression d'un ressort d'injecteur 1 repoussé vers le haut par le fuel sous pression admis dans la chambre 3 de manière que le fuel soit éjecté sous la forme d'un brouillard par les petits trous de buse 4. Sur cette figure 1 en outre, la référence 5 désigne un orifice dtadmission de fuel , 6 un boulon de réglage ; 7 un siege de soupape; 8 un trou de buse. Pour obtenir un brouillard propre à la combustion dans de tels injecteurs, les conditions suivantes doivent être réunies - i) Quand le fuel sous pression est éjecté par les petits trous de buse en repoussant le ressort de compression, ce fuel sous pression doit être ejecté sous la forme d'un brouillard stable. - 2) Quand la soupape est ouverte OU fermée, la protection anti-formation de gouttes est satisfaisante, c'est-à- dire qucil ntexiste pas de pré-.f.ormation ou de post-formation de gouttes ; et - 3) Le brouillard est vaporisé uniformément dans une direction prédéterminée. Mécaniquement, des facteurs tels qu'une irrégularité de contrainte interne du ressort de compression de soupape, une contrainte de dimension, une torsion du corps de soupape ou autres parties mobiles, une résistance de frottement, ou une modification de la forme du siège de soupape, peuvent produire une modification sensible de ltétat du brouillard. De plus, la présence de poussires et autres inclusions constitue l'un des principaux facteurs entratnant des effets indésirables sur les conditions d'injection du fuel. On résumera maintenant un test d'injection d'injecteurs de fuel en se référant à BURMEISTER et WAZN 90 GF. Quand on injecte 18 cm3 de fuel à une pression inférieure à la pression d'ouverture de la soupape indiquée ci-après, pendant .0,7 seconde dans un injecteur de fuel normal réglé pour. une pression d'ouverture de soupape de 270 kg/cm2, le fuel est éjecté sous la forme d'un brouillard quasi-uniforme, bien qu'en présence de vibrations. Si l'on diminue progressivement la cadence de rémission du fuel , la vaporisation devient intermittente avec un espacement se créant de lui-mme. En d'autres termes, quand le fuel est admis lentement à un moment où sa pression dépasse la pression d'ouverture de la soupape, le fuel pousse le corps de soupape vers le haut en comprimant le ressort d'autant, ce qui permet ainsi au fuel de sortir par les petits trous de buse, après quoi la pression dans la chambre décroit brusquement de sorte que le corps de soupape descend sous l'action de la pression du ressort en fermant le siège de soupape, ce qui stoppe ltéjection du fuel. Cependant, comme le fuel est admis en permanence, la pression de rétablit dans la chambre vide jusqu'à atteindre la pression d'ouverture de la soupape, et lorsque cette pression depasse la pression d'ouverture de la soupape, le fuel est de nouveau éjecté de la manière décrite ci-dessus. Il en résulte que l'effet ci-dessus se reproduit plusieurs fois pendant l'admission de 18 cm3 de fuel. On peut voir d'après ce qui précède, qutun appareil de test d'injection doit réunir les conditions suivantes (1) Pas de vibrations dans l'huile de fuel admise. (2) Possibilité d'augmenter ou de diminuer à volonté la pression de cette huile. (3) Possibilité de modifier à volonté la cadence. d'admission de l'huile et de régler cette cadence à une valeur. constantes (4) Possibilité de marquer un temps..d'arre en cours de pressurisation (5) Possibilité de faire.entrer l'huile en permanence sous basse pression pour soutirer l'air et effectuer une pre- préssur,isation ; et (6) Facilité de mise en oeuvre. Considérons maintenant les différents procédés ciaprès utilisés dans les appareil de test d'injections pour injecteurs de fuel. Le plus simple de ces procédés est d'utiliser un dispositif de-pompe .man.uelle de.type.â. plongeur. Ceci..est bon. marché, ne demande pas beaucoup de puissance et n' occupe pas beaucoup de place, sauf en cours de fonctionnement, dest pourquoi ce dispositif est relativement fréquemment employé. Cependant, comme on le manoeuvre à la main il est difficile d'obtenir un rythme constant. d'alimentation. en huile et de maintenir le dispositif. fixe en position de compression, car cela demande beaucoup d'habileté à 11 opérateur. De plus, il est difficile d'observer avec précision l'état de la vaporisation, de mesurer la pression, etc.. lorsqu'on utilise un levier long, de sorte qu'il faut plus d'un seul opérateur poureffectuer la détection . Le dispositif d'entratnement direct de la porte. est compact et peut être alimenté en permanence par l'huile de fuel, mais il ne peut empêcher les pulsations de. la pression d'huile. Il ne peut d'autre part rester immobile en position de compression et le réglage de la cadence d'alimentation en huile est difficile. Comme le dispositif à air comprimé a son cylindre primaire entraîné par l'air, l'élasticité inutile qui enrésulte ne permet pas d'obtenir une cadence à'alimentation constante en huile, et de régler la vitesse à volonté. De plus, il est également difficile de le maintenir fixe en position de compression. En résumé, les appareils de test d'injecteur de fuel connus ont leurs propres avantages et inconvénients et ne donnent pas parfaitement satisfaction. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et concerne a cet effet un appareil de test d'un injecteur de fuel, appareil caractérisé en ce qu'il comprend un compresseur d'huile composé d'une chambre haute pression munie de soupapes d'arrêt situées des deux c8tés opposés d'une chambre de cylindre comportant un pistonfaisant aller et venir un plongeur dans la chambre haute pression, un injecteur de fuel relié à la chambre haute pression du compresseur d'huile, une pompe à huile, destinée à introduire de. huile basse pression dans la chambre haute pression et dans la chambre de cylindre du compresseur d'huile, et une soupape de commutation permettant de faire passer alternativement l'huile basse pression venant de la pompe à huile, dans les orifices d'entrée-sortie prévus des deux catés opposés de la chambre de cylindre, la disposition étant telle qu'après remplissage en huile basse pression de la chambre haute pression du compresseur d'huile et de ;b'injecteur de fuel, on obtienne une haute pression dans la chambre haute pression et dans l'injecteur de fuel, cette haute pression étant utilisée pour mettre en oeuvre l'injecteur de fuel. La principale caractéristique de la présente invention consiste en ce qu'elle permet d'obtenir un appareil de test pouvant délivrer de l'huile de test dans un injecteur de fuel de telle manière que la quantité d'huile. soit toujours constante et que sa pression augmente rapidement. Une autre caractéristique de la présente invention consiste en ce qu'elle permet d'éliminer les pulsations de l'huile d'alimentation, et donne la possibilité de faire croître ou décrot- tre à volonté la pression d'huile, de modifier a' volonté la cadence d'alimentation en huile et de la maintenir a' une valeur fixe , de maintenir l'huile immobile en cours de préssurisation, et d'assurer l'alimentation permanente en huile à basse pression pour soutirer l'air et effectuer une pré-pressurisation, ces différentes opérations étant faciles àméaliser. Une autre caractéristique de la présente invention consiste à fournir un appareil de teSt complètement automatique permettant d'obtenir un rendement de. fonctionnement tres élevé en ne nécessitant qué peu d'efforts de travail. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et qui se réfère aux dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un type générai d'injecteur de fuel - la figure 2 est une vue explicative représentant un appareil selon la présente invention ; et - la figure 3 est une vue représentant un appareil selon une autre forme de réalisation de l'invention. Dans la forme préferée de réalisation de la figure 2, la référence a désigne un injecteur de fuel à tester, b un compresseur d'huile ; c une pompe hydraulique a' moteur électrique ; d une soupape de commutation telle qu'une soupape.manuelle. Dans cette forme de réalisation cependant, on n'utilise qu'fun seul type d'huile ou huile de test 21 telle que de l'huile légère ou lourde. Le compresseur d'huile b.compovte une. chambre haute pression 23 qui reçoit l'huile de.test 21 venant de la pompe. huile c par l'internédiaire d'une soupape de retenue 22, et une chambre de cylindre 25 permettant le mouvement de va et vient d;un plongeur 24 à l'intérieur de la chambre haute pression 23. Une autre soupape de retenue 26 est prévue du côté sortie dthuile de la chambre haute pression 23, et I'injecteur de fuel a est relié à ce côté sortie d'huile. Ainsi, la soupape de retenue 22 du côté admission d'huile de la chambre haute pression 23 du compresseur d'huile b introduit huile 21 venant de la pompe d'alimentation d'huile c, dans la chambre haute pression 23, mais ne permet pas le mouvement de cette huile en sens inverse. L'autre soupape de retenue 26.permet l'admission de l'huile 21 dans la chambre haute pression 23 de l'injecteur de fuel a mais ne permet pas le mouvement de cette huile en sens inverse. C'est le plongeur 24 qui produit la haute pression dans la chambre haute pression 23, la base de ce plongeur étant fixée à un piston 27..de.la chambre de cylindre 25. Des orifices d'entrée - sortie d'huile 28 & 29 sont prévus des deux côtés opposés de la chambre de cylindre 25. L'huile 21 venant de la pompe à huile c entre par l'un ou l'autre de ces orifices d'entrée sortie 28 ou 29 et sort par l'autre orifice d'en trée-sortie -29 OU 28 , -ce .qui permet le mouvement de va et vient du piston 27 dans la chambre de cylindre 25. C'est la soupape de commutation d qui contrôle l'admission d'huile dans ces orifices d'entrée -sortie 28 & 29 La soupape de commutation d peut être une soupape manuelle manoeuvrée par une poignée, ou une soupape à solénoïde mis en oeuvre par un interrupteur , et cette soupape passe dans une position faisant circuler l'huile 21 venant de la pompe à huile c, de façon que cette huile entre et sorte de la chambre de cylindre 25 dans la bonne direction. ta pompe à huile c est entraîne par un moteur. 30 et pompe l'huile 21 contenue dans le réservoir 31 pour l'introduire dans le compresseur d'huile -b et dans la soupape de commutation d La référence 32 désigne une soupape de commande de pression 7 33 une soupape de retenue i 34 une soupape de commande de débit i 35 une jauge de pression d'huile basse pression utilisée pour mesurer la pression d'huile d'alimentation venant de la pompe à huile c i et 36 une jauge de pression d'Muile venant du compresseur b et pénétrant dans l'injecteur a .Les références 37 & 38 désignent des micro-interrupteurs -disposés dans des endroits fixes à ltextérieur du compresseur d'huile b , et servant à détecter le mouvement du -piston ou du plongeur pour en assurer la commande. On décrira maintenant le fonctionnement de l'appareil représenté sur la figure 2. Tout d'abord le piston 27 et le plongeur 24 du compresseurb sont placés dans la position représentée en traits pleins sur la figure 2. Ainsi, la soupape de commutation d est positionnée de façon que l'huile venant de la pompe à l'huile c puisse pénétrer dans l'un des orifices d'entrée-sortie de la chambre de cylindre 25, et de façon que la chambre haute pression 23 occupe le volume maximum. Dans ces conditions la pompe & huile c pompe l'huile 21 dans la chambre haute pression 23 et dans la chambre de cylindre 25 du compresseur d'huile b L'huile 21 entrant dans la chambre haute pression 23 pénètre également dans l'injecteur de fuel a en traversant la soupape de retenue 6.Ainsi, si le purgeur d'air (non représenté) de l'injecteur de fuel a débouchant à l'air libre reste ouvert, l'air restant dans le compresseur d'huile, dans les tuyauteries et dans l'injecteur de fuel peut être évacuée dans l'atmosphère pal ce purgeur d'air, ce qui permet de conserver l'étanchéité de pression d'huile dans les tuyauteries et dans les différentes parties associées, entre le compresseur d'huile et l'injecteur de fuel. Quand l'évacuation d'air indiquée ci-dessus est terminée, on ferme le purgeur d'air de l'injecteur de fuel .Lorsque cette évacuation d'air a été effectuée de la manière décrite ci-dessus, et lorsque les différentes parties du dispositif atteignent une pression inférieure à la pression prédéterminée, sous.l'action de la soupape de comman- de de pression 32, cette dernière. s'ouvre de façon que l'huile venant de la pompe à huile.c retourne au réservoir d'huile 31 Les différentes opérations décrites jusqu'ici constituent une étape préparatoire comprenant l'extraction de l'air par l'huile basse pression. Quand la soupape de commutation d est mise en oeuvre de manière à faire passer l'huile 21 venant de la pompe à huile c, dans l'orifice d'entrée-sortie extérieur 29 de la chambre de cylindre 25, le piston 27 est entraSné dans la chambre de cylin dre 25 et pénètre dans la chambre haute pression.23 en en mtme temps que le plongeur 24, comme indiqué en pointillés sur la figure 2. Ce mouvement de plongeur 24 a pour résultat d'augmenter brusquemert la pression d'huile dans la chambre haute pression 23 et dans l'injecteur de fuel a ; et lorsque cette pression dépasse ia pres- sion de réglage du ressort de pression 1 de l'injecteur de fuel la première opération de vaporisation commence, ainsi, selon la quantité d'huile introduite dans la chambre haute pression 23 pendant la course vers l'avant du plongeur 24, l'opération de vaporisation se répète plusieurs fois pour former un test de vaporisation complet Quand un test complet a été effectué de la manière décrite ci-dessus, la soupape de coutation d revient à son état initial, après quoi le piston 27 et le plongeur.24 reviennent, à l'intérieur de la chambre de cylindre 25, dans les positions représentées en traits pleins sur la figure 2, et corrélativement avec cette opération l'huile basse pression est introduite dans la chambre haute pression 23 pour se préparer au secnnd test. Dans cette série d'opérations de test, la cadence d'introduction d'huile haute pression en provenance de la chambre haute pression 23, dans l'injecteur de fuel a se commande en contro- lant le débit de la pompe hydraulique c à l'aide de la soupape de contrôle de débit 34, ce contrôle permettant d'effectuer facilement le réglage des conditions de vaporisation. De plus, la jauge de pression d'huile haute pression 36 est utilisée pour tester si l'injecteur de fuel a fonctionne à la bonne pression ou pas. Le ressort de pression 1 de 1'injecteur de fuel a se -règle pour obtenir cette pression spécifiée. D'autre part, pour automatiser complètement la soupape de commutation d, on peut réaliser celle-ci sous la forme d'une soupape à solénortde. Dans ce cas, les micro-interrupteurs 37 & 38 peuvent autre interconnectés avec cette soupape â solénoïde. Le micro-interrupteur 38 peut par exemple être utilisé pour détecter la position que le piston 27 occupe avant le démarrage d'un test, le signal ainsi obtenu étant utilisé pour faire basculer la soupape à solénoïde à partir de la position de démarrage, de manière à provoquer le mouvement du piston 27.. La position extrème avant du piston 27 dans la chambre de cylindre 25 est détectée par autre micro-interrupteur 37, le signal ainsi obtenu étant utilisé pour faire basculer la soupape à solénoïde dans l'autre sens. Par suite, le piston 27 effectue un.mouvement de va et vient, de sorte que les tests de vaporisation se répètent automatiquement un certain nombre de fois. En plus de l'utilisation des micro-Lc+errupteurs 37 & 38, il est également possible de détecter mécaniquement le mouvement de va et vient du piston 27 de manière à faire basculer automatiquement la soupape de commutation d La figure 3 représente une autre forme de réalisation de 1 t invention dans laquelle une pompe à huile e pour test d'huile est ajoutée à la forme de réalisation de la figure 2. Ainsi, la pompe à huile c décrite ci-dessus, est utilisée comme seconde pompe à huile c et l'huile 21 venant de cette dernière ne entre seulement que dans la chambre de cylindre 25 du compresseur d'huile b , sans pénêtrer dans la chambre haute pression 23 et dans l'injecteur de fuel a , tandis que la première pompe à huile e fait pénètrer indépendamment dans la chambre haute pression 23 et dans.1'injecteur de fuel a le meme type d'huile à des types d'huile edifférentsz39. Sur la figure 3 la référence 40 désigne un réservoir d'huile , 31 une soupape de rappel et 42 une soupape de retenue. La première pompe à huile e est entratnée par le meme moteur 3Q que la pompe à huile . Grâce à cette disposition dans laquelle l'huile 21. arrivant à. la chambre de compression 25 et l'huile 39 venant de la.chambre-haute pression 23 pour pénètre dans l'injecteur de fuel a , appartienent à.des circuits d'huile différents, la première huile 22 peut être.de l'huile normale utilisée simplement pour actionner le piston 27, alors que la seconde huile 39 peut être exclusivement de l'huile Diesel ou autre permettant d'effectuer les tests de vaporisation. En d'autres termes la réalisation de la figure 3 est conçue de manière que les huiles optimales soient utilisées pour les applications respectives des différents dispositifs, les opérations de test de vaporisation s1 effectuant de la même manière que dans le cas de la figure 2. Bien qu'on ait décrit ici les formes préférées de réalisation actuelle des différentes caractéristiques de l'invention, il est évident pour les spécialistes de la question, que différentes variantes ou modifications peuvent etre apportées sans sortir du principe de la présente invention. REVENDICATIONS 10/ Appareil de test d'un injecteur de fuel, appareil caractérisé en ce qu'il comprend un compresseur d'huile composé d'une chambre haute pression munie de soupapes d'arrêt situées des deux côtés opposés d'une chambre de cylindre comportant un pis ton fiisant aller et venir un plongeur dans la chambre haute pression un injecteur de fuel relié à la chambre haute pression du compresseur d'huile, une pompe à huile destinée à introduire de l'huile basse pression dans la chambre haute pression et dans la chambre de cylindre du compresseur d'huile, et une soupape de commutation permettant de faire passer alternativement l'huile basse pression venant de la pompe à huile dans les orifices d'entrée-sortie prévués des deux côtés opposés de la chambre de cylindre, la disposition étant telle qu'après remplissage en huile basse -pression de la chambre haute pression du compresseur d'huile et de l'injecteur de fuel, on obtienne une haute pression dans la chambre haute pression et dans l'injecteur de fuel, cette haute pression étant utilisée pour mettre en oeuvre 11 injecteur de fuel. 20/ Appareil de test selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un compresseur d'huile composé d'une chambre haute pression munie de soupapes d'arrêt situées des deux côtés opposés d'une chambre de cylindre comportant un piston faisant aller et venir un plongeur dans la chambre haute pression, un injecteur relié à la chambre haute pression du compresseur d'huile, une première pompe à huile introduisant de l'huile de travail dans la chambre haute pression et dans la chambre de cylindre du compresseur d'huile, une seconde pompe à huile permettant d'introduire alternativement l'huile venant des orifices d'entrée-sortie situés des deux côtés opposés du piston, dans la chambre de cylindre du compresseur d'huile, et une soupape de commutation permettant. d'introduire alternativement l'huile venant de la seconde pompe à huile dans les orifices d'entréesortie situés des deux côtés opposés de la chambre de cylindre, la disposition étant telle qu'après remplissage en huile basse pression de la chambre haute pression du compresseur d'huile et de-l'injec- teur de fuel, on obtienne une haute pression dans la chambre haute pression et dans l'injecteur de fuel, cette haute pression étant utilisée pour mettre en oeuvre l'injecteur de fuel.