Brevet FR2479334A1 — publié le 19811002

L'invention concerne les systèmes d'alimentation, par injection de carburant, des moteurs thermiques. De fa çon plus précise, elle se rapporte à un dispositif destiné à mesurer le volume de carburant introduit dans le moteur à chaque ouverture d un injecteur. La connaissance du volume précis de carburant introduit à chaque ouverture d'un injecteur est particulièrement utile pour agir sur l'alimentation du moteur, en vue d'obtenir un rendement optimal et de réduire la quantité de gaz polluants contenus dans les gaz d'échappement. Cette action sur l'alimentation peut se faire en modulant la quantité de gaz d'échappement recyclés en fonction du volume de carburant injecté et/ou en corrigeant le volume injecté en fonction de la quantité d'air admise de façon à maintenir la richesse du mélange entre des limites très étroites. Il a déjà été proposé de mesurer le volume du carburant injecté au moyen d'un dispositif constitué par une navette mobile dans un alésage interposé dans le circuit d'alimentation, ladite navette étant associée à un capteur de déplacement. Dans les agencements connus, le dispositif de mesure est placé sur l'arrivée de carburant à la pompe d'injection, ce qui présente notamment les inconvénients suivants : en premier lieu, la mesure est peu précise, du fait que le dispositif ne tient pas compte des fuites internes de la pompe d'injection; en second lieu, ce dispositif n'est applicable qu'à des pompes à dosage d'admission, c'està-dire des pompes pour lesquelles le volume refoulé est déterminé par le volume admis ; enfin, ce dispositif ne permet pas de connaître le moment du début de l'injection. Le but de l'invention est de fournir un dispositif de mesure plus précis, qui. prenne en compte le volume de carburant réellement refoulé par la pompe, qui indique l'instant du début de l'injection et qui soit en outre applicable à tous les types de pompes d'injection. L'invention concerne donc un dispOSitif de mesure du volume de carburant délivré par un injecteur à chaque ouverture, dans un ensemble d'alimentation par injection pour moteur thermique comprenant une pompe d'injection refoulant vers au moins un injecteur, dispositif de mesure constitué par une navette mobile devant un capteur de déplacement, reçue dans un alésage situé dans le circuit d'alimentation du moteur. Ce dispositif est caractérisé en ce que ledit alésage contenant la navette est disposé sur le trajet de refoulement de la pompe dtifljectiofl vers le ou chaque iQec+eur. t Deux exemples de réalisation font l'objet de la description qui suit, en rérél ence aux dessins joints, dans lequel: - la Fig. 1 représente, schématiquement, une pompe distributrice à distributeur séparé, agencée selon l'invention; - la Fig. 2 représente une application à une pompe distributrice à distributeur intégré. En se référant à la Fig. 1, un corps de pompe 1 contient un piston d'injection 2 coulissant dans un alésage 3 et un distributeur 4 tournant dans un alésage 5. Un arbre 6, porté par deux roulements 7, porte une came 8 qui, par l'intermédiaire d'un galet 9 et d'un poussoir 10, entrasse le piston 2 suivant un mouvement linéaire alternatif. Un ressort 11 maintient en permanence le piston 2, le poussoir 10, le galet 9 et la came 8 en contact l'un avec l'autre. L'arbre 6 présente un logement axial polygonal 12 qui coopère avec un doigt conjugué 13 du distributeur 4 pour entraîner ce dernier en rotation, en synchronisme avec le mouvement alternatif du piston 2. L'extrémité du piston 2 forme, dans le fond de l'alésage 3 une chambre 14. Cette dernière communique,par par un canal longitudinal 15 et un canal transversal 16 avec une chambre annulaire 17 formée avec l'alésage 3 par une partie rerecie du piston 2. La chambre annulaire 17 est limitée, d'un côté, par une rampe hélicoïdale 18 du piston 2. Cette chambre 17 entre en communication avec un orifice de décharge 19 lorsque, dans le mouvement de refoulement du piston 2, la rampe 18 atteint le niveau de llorifice 19. La mise en communication de la chambre 17 avec l'orifice 19, qui correspond à la fin de lXinjection, intervient pour une course de refoulement variable du piston 2, dépendant de sa position angulaire. La position angulaire du piston 2 est définie par une crémaillère 20 agissant sur un pignon 21t solidaire en rotation, mais non en coulissement, du piston 2, grâce à un méplat 22. La chambre 14 communique par un canal 23 avec un aldsacre 24 dans lequel coulisse, sans jeu, une navette 25 repoussée par un ressort 26 vers le fond de l'alésage 24 où débouche le canal 23. La navette délimite ainsi dans l'alésage 24 deux chambres 24a et b De l'autre extrémité de l'alésage 24, c'est à dire de b la chambre 24-, part un canal 27 qui aboutit dans l'alésage 5 face à une gorge 28 ménagée dans le distributeur 4. La gorge 28 est en 'communication permanente avec une rainure longitudinale 29 du distributeur 4, rainure qui passe successivement;, au cours de larotation du distributeur4, devant des orifices 30 de départ vers des injecteurs 31 dont un seul est représenté. Le distributeur 4 comporte en outre des rainures longitudinales 32 reliées ensemble par des canaux transversaux 33 et situées au niveau de trois canaux 34, 3 5 et 36. Par le canal 34 arrive du carburant sous basse pression, en provenance d'une pompe de transfert, non représentée. Le canal 35 aboutit dans la chambre 14. Le canal 36 aboutit dans la chambré b de l'alésage 24. Les canaux 35 et 36 peuvent en variante comporter une partie commune, à partir de l'alésage 5. Autour de l'alésage 24, face à la navette 25, est disposé un capteur de déplacement 37 qui peut, par exemple, être un capteur capacitif et qui est relié à des moyens appropriés (non représentés) de traitement et d'exploitation des informations qui sont fournies par le capteur 37 ainsi que sur les différents paramètres de fonctionnement du moteur :vitesse, charge, tempe rature. Le fonctionnement de l'ensemble décrit est le sui vant Pendant la phase d'aspiration du piston 2, du carbu rant provenant du canal 34 est envoyé, à travers les rainures 32, les canaux 33, 35 et 36 vers la chambre 14 et dans l'alésage 24. Pendant la phase de refoulement du piston 2,les canaux 35 et 36 sont obturés par le distributeur '4 et le carburant refoulé par le piston 2 repousse la navette 25 qui, à son tour, re foule du carburant, par le canal 27, vers celui des injecteurs 31 relié à l'orifice 30 qui communique avec la rainure 29 du distri buteur 4. La fin du refoulement, qui détermine la quantité de car burant injecté, intervient lorsque la chambre annulaire 17 du pis ton 2 est mise en communication avec l'orifice de décharge 19. On voit donc que le capteur 37 permet de connaS- tre d'une part, ltinstant précis du début de l'injection, correspon- dant au début du déplacement de la navette 25, et le volume de carburant injecté, correspondant à la course de la navette 25. A partir de ces informations et des autres infor mations disponibles, s est possible d'agir par des moyens connus sur le débit des gaz d'échappement recyclés et/ou sur le volume de carburant injecté et/ou sur le début de l'injection de manière à maintenir les conditions optimales d'alimentation. La mesure étant effectuée sur le trajet de refoulement du piston 2 vers les injecteurs, elle n'est pas faussée par les fuites internes de la pompe ni par I'évolution, dans le temps, des jeux internes et ceci constitue un avantage décisif quant à la précision de la mesure et à sa fidélité dans le temps. Dans l'exemple de la Fig. 2, un corps de pompe 40 contient un cylindre fixe 41 dans un alésage 42 duquel est monté un piston 43. Ce dernier est entamé, de façon connue, à partir d'un moteur, non représenté, suivant un mouvement rotatif continu et suivant un mouvement axial alternatif. Dans le prolongement du cylindre 41 est rapportée une tête 44 bloquée par une vis 45. Le piston 43 comporte des rainures longitudinales 46 qui débouchent dans une chambre 47 formée, dans l'alésage 42, entre l'extrémité du piston 43 et la tête 44.Au cours de la rotation du piston 43, ces rainures 46 passent devant un orifice d'alimentation 48 et devant des orifices 49 reliés par des canaux 50 à un alésage 51 ménagé dans la tête 44. Dans l'alésage 51 coulisse, sans jeu, une navette 52 repoussée par un ressort 55 contre le fond de l'alésage dans lequel est ménagé un passage 54 de communication avec la chambre 47. Le ressort 53 s'appuie sur un bouchon 55 qui ferme l'alésage 51. Comme précédemment, on peut considérer que la navette a b 52 divise l'alésage 51 en deux chambres 51-, 51- L'un des canaux 50 est prolongé par un canal 56 jusqu'à un passage transversal 57 qui débouche dans l'alésage 42 face à une gorge 58 du piston 43. De cette gorge part une rainure longitudinale 59 qui passe successivement, au cours de la rotation du piston 43, devant des orifices 60 de départ vers des injecteurs, non représentés. Le piston 43 comporte en outre un canal central 61 reliant la chambre 47 à un passage transversal 62 obturé par une bague 63 mais débouchant à liatmosphère, hors de la bague 63 > à partir d'une certaine course de refoulement du piston 43. La mise à l'atmosphère du passage 62 correspond à la fin de l'injection. Elle intervient pour une course variable du piston 43, en fonction de la position de la bague 63 déterminée par une commande à excentrique 64. Dans la tête 44, autour de l'alésage 51, face à la navette 52, est disposé un capteur de déplacement 65 qui joue le même rôle que celui du premier exemple décrit. Le fonctionnement de ce second exemple est le suivant Pendant la phase d'aspiration du piston 43,du du car- burant, introduit par le canal 48, remplit la chambre 47 et la chambre b de l'alésage 51. Pendant la phase de refoulement du piston 43, les orifices 48 et 49 sont obturés par le piston 43. Le carburant refoulé par ce dernier repousse la navette 52 qui, à son tour, repousse du carburant par le canal 56 vers celui des injecteurs relié à l'orifice 60 qui communique avec la rainure 59 du piston 43. La fin du refoulement, qui détermine la quantité de carburant injec té,'intervient lorsque le passage 62 débouche de la bague 63. Comme dans le premier exemple, le capteur 65 permet de détecter l'instant précis du début de l'injection, correspondant au début du déplacement de la navette 52, et de déterminer le volume de carburant injecté, correspondant à la course de la navette 52. Les mêmes avantages sont donc obtenus, avec un type de pompe différent. - REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mesure du volume de carburant introduit dans un moteur thermique par au moins un injecteur à partir d'une pompe d'injection,du type comprenant une navette mobile dans un alésage situé dans le circuit d'alimentation en carburant du moteur et un capteur sensible aux déplacements de cette navette, caractérisé en ce que ledit alésage (24 ; 51) contenant la navette (25;52) est disposé sur le trajet de refoulement entre la pompe (1 > 2 > 3@,40, 41, 42, 43) et le ou chaque injecteur. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit alésage (24;51) est séparé par la navette (25;52) a a en deux chambres, l'une (24-; 51-) reliée au refoulement de la b b pompe d'injection et l'autre (24-; 51-), d'une part, à au moins un injecteur et, d'autre part, à une source de carburant. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladit e chambre est reliée à la même source de carburant que la pompe d'injection. 4 Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la navette (25 ;52) est sollicitée élastiquement vers a a sa position pour laquelle la première chambre (24-; 51-) a un volume minimal. 5 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit alésage(24 ; 51) est disposé sur le trajet entre le refoulement (14) de la pompe d'injection et un distributeur (4, 5) commandant sélectivement l'alimentation de plusieurs injecteurs (31). 6 - Dispositif suivant la revendication 5, rattachée à la b revendication 2, caractérisé en ce que ladite autre chambre (24-) est reliée à la source de carburant par l'intermédiaire du même distributeur (4, 5). 7 - Dispositif suivant l'une quelconque des reven dilations 1 à 4, associé à une pompe d'injection du type comprenant un corps, un cylindre fixe délimitant une chambre de refoulement dans laquelle un piston formant simultanément distributeur se déplace suivant un mouvement de rotation continue et suivant un mouvement axial alternatif, caractérisé en ce qu'il comprend une tête (44) rapportée sur le corps dans le prolongement du cylindre (41) et délimitant-ledit alésage (51) recevant la navette (a2), cet alésage communiquant directement à une extrémité avec la chambre de refoulement (4i) et communiquant par son autre extrémité, sélectivement, avec la source de carburant et avec au moins un injecteur, par l'intermédiaire du distributeur que constitue le piston (43) de la pompe d'injection.