Brevet FR2476746A1 — publié le 19810828

Circuit hydro-électrique d'assistance a un injecteur haute pression pour moteur Diesel La présente invention due à la collaboration de M. J.P. RIVERE est relative à un circuit hydro-électrique d'assistance à un injecteur haute pression pour moteur Diesel. Il est connu que les injecteurs utilisés en injection Diesel travaillent à des pressions très élevées pouvant atteindre 1 000 ou meme 1 500 bars. Les efforts appliqués sur les clapets d'étanchéité peuvent etre très importants car les sections de pièce sur lesquelles s'applique cette pression sont, en général, assez importantes pour garantir une bonne tenue mécanique des ensembles mobiles.Ces efforts (plusieurs décanewtons) sont incompatibles avec des moyens d'actions électromagnétiques directs comme on le fait déjà pour l'injection indirecte d'essence dans les pipes d'admission des moteurs à allumage commandé. Un injecteur commandé électriquement nécessite uneinterface hydraulique faisant office d'amplificateur d t effort. Un problème important à résoudre consiste à maîtriser les effets de la compression du carburant et de la dilatation des pièces afin de mattriser la loi d'injection. La presente invention propose une structure de système d'injection et un type d'injecteur de constitution nouvelle. Suivant l'invention, le circuit hydro-électrique d'assistance à un injecteur haute pression pour moteur Diesel, dans lequel l'injecteur est du type comportant une aiguille mue par un piston de grande section par rapport à celle de 1'aiguilles une chambre haute pression, une chambre basse pression, des moyens de rappel de l'aiguille en position de fermeture de l'orifice aménagé dans le nez de l'injecteur, un réservoir de fluide, une source d'alimentation basse pression et une source d'alimentation haute pression, est remarquable en ce que ledit circuit hydro-électrique comporte des moyens de commutation permettant de connecter la chambre-basse pression de l'injecteur alternativement avec un circuit de mise en pression et avec un circuit de mise en vidange lesdits moyens de commutation comprenant au moins une électro vanne à noyau mobile reliée, d'une part, à la chambre basse pression de l'injecteur et, d'autre part au réservoir et relativement à ce dernier, d'une part, directement pour constituer ledit circuit de mise en vidange, d'autre part, par l'intermédiaire d'une pompe d'alimentation basse pression pour réaliser ledit circuit de mise en pression. Suivant une première caractéristique de réalisation, la chambre haute pression de l'injecteur est reliée à une source d'alimentation à pression constante. Suivant une seconde caractéristique de réalisation, l'électrovanne à noyau mobile comporte deux sièges, deux aiguilles supportées par un même noyau magnétique et deux bobinages. Suivant une première variante de réalisation, les moyens de commutation de la connexion de la chambre basse pression de l'injecteur au circuit de mise en pression et au circuit de mise en vidange comprennent deux électrovannes à noyau mobile distinctes. Suivant une seconde variante de réalisation, les moyens de commutation de la connexion de la chambre basse pression de l'injecteur au circuit de mise en pression et au circuit de mise en vidange comprennent quatre électrovannes à noyau mobile distinctes. Avantageusement, les bobinages des différentes électrovannes sont commandés électriquement en "OU-EXCLUSIF". Suivant une troisième caractéristique de réalisation, ledit injecteur comprend une chambre dite de décompression qui est connectée au réservoir de fluide-et qui est disposée entre la chambre basse pression et la chambre haute pression. Suivant une quatrième caractéristique de réalisation, ledit circuit hydro-électrique d'assistance comporte un double circuit haute pression et basse pression d'alimentation. Suivant une cinquième caractéristique de réalisation, ledit circuit haute pression comporte un accumulateur de pression asservissant le refoulement de la pompe haute pression. D'autres caractéristiques ressortiront de la description qui suit et qui n' est donnée qu a titre d'exemple. A cet effet, on se reportera aux dessins joints dans lesquels - la figure 1 schématise un mode de réalisation de l'injecteur suivant l'invention avec l'essentiel des moyens de commutation associés - la figure 2 schématise le circuit hydraulique et hydro-électrique d'assistance complet à associer à l'injecteur de la figure 1 - la figure 3 est une courbe explicative du fonctionnement de l'injec teur - la figure 4 illustre schématiquement une première variante de réali sation des moyens de commutation associés ; et - la figure 5 illustre schématiquement une seconde variante de réali sation des moyens de commutation associés. Les mêmes références désignent les mêmes éléments sur les différentes figures. Suivant le mode de réalisation illustré à la figure 1, un injecteur 23 comporte : une alimentation haute pression constante 1, sans retour, comme à la fig. 2 on le montre; une aiguille 2 et son siege 3 de type classique ménagé dans le nez de l'injecteur 23 ; une chambre de décompression 4 réduisant l'acuité du problème d'étanchéité entre une chambre haute pression 5 et une chambre basse pression de commande 6, un retour de fuite l, un ressort de rappel 8, une butée 9 réglable, un injecteur électromagnétique 10 basse pression à deux sièges 11 et 12 et deux aiguilles 13 et 14 supportées par un meme noyau magnétique 15, lequel injecteur 10 est alimenté en basse pression par un tube 16, communique avec la chambre de commande 6 par un ajutage ou tube de liaison 17 et comporte un circuit de décharge passant par le siège 11 et comportant un tube de retour 18, les canalisations 7 et 18 retournant au réservoir de carburant 24 par i:intermédiaire d'une canalisation 19 (figures 1 et 2). L'injecteur 10 comporte deux bobinages 20 et 21 commandés électriquement en "OU-EXCLUSIF". La chambre supérieure de-l'injecteur 23, qui comprend le ressort de rappel 8 et la butée réglable9, est reliée également à la canalisation 19 par l'intermédiaire d'une canalisation de fuite 39. Lorsque le bobinage 20 est traversé par le courant électrique de commande, le pointeau 15 vient boucher l'orifice de décharge 11-13 et libère l'orifice 12-14 d'alimentation de la chambre 6 à l'intérieur de laquelle la pression passe progressivement suivant la loi imposée par le débit du clapet 12-14 de la pression atmosphérique, à la pression de commande maximale laquelle, étant appliquée sur un piston 22 de grande surface, engendre une force capable de vaincre la force de tarage du ressort 8 et les forces de pression générées dans la chambre 5. Le nez 3 de l'injecteur 23-s'ouvre du fait que l'aiguille 2 s'éloigne de son siège 3. Inversement, lorsqu'on coupe le courant traversant le bobinage 20 pour alimenter le bobinage 21, le noyau 15 vient obturer le siège 12-14 et ouvrir le clapet 11-13 ; ressort 8 refoule le piston 22, l'excédent de liquide contenu dans la chambre 6 est évacué par le clapet 11-13 dans le circuit de retour suivant une loi de débit imposée par la section dudit clapet 11-13. L'aiguille 2 vient refermer le nez 3 de l'injecteur 23. La figure 3 montre la loi d'injection qu'on peut obtenir avec ce type de commande à condition que la haute pression génératrice soit constante. De l'instant origine à l'instant t1, le débit fourni par l'aiguille 14 croît linéairement, il peut en être de meme au niveau de l'extrémité de l'aiguille 2. Entre les instants t1 et t2, le débit reste constant au niveau de l'extrémité de l'aiguille 2 puisqutelle se trouve en pleine ouverture ; au-delà de l'instant t2, le débit décrolt (éventuellement linéairement) suivant la loi de débit imposée par le clapet 11-13. La figure 2 précise la structure du système d'injection à associer à ce type d'injecto-=r. Il comprend, outre un réservoir 24, une pompe haute pression 25 électrique ou à entraînement mécanique alimentant un accumulateur régulateur de pression 26. L'excédent de débit fourni par la pompe haute pression 25 peut être soit retourné au réservoir 24 par le tube 27, soit inhibé par un manomètre 28 qui supprime le refoulement de la pompe transitoirement. L'injecteur 23 est alimenté à pression constante par le tube 1 comme on l'a déjà vu à la figure 1. Le circuit de commande basse pression est constitue classiquement d'une pompe électrique basse pression 29, d'un régulateur de pression 30, d'un retour 31 au réservoir 24. Il va de soi que la disposition des injecteurs peut etre différente de celle de la figure 1 tout en respectant le même cycle de fonctionnement. Sur la figure 4, au lieu d'avoir un seul injecteur électromagnétique 10, on en a disposé deux 32 et 33 de type classique : l'un 32 assurant la levée de l'aiguille 2, l'autre 33 assurant sa retombée suivant le cycle de fonctionnement déjà décrit. Les deux injecteurs 32 et 33 sont toujours commandés en "OU-EXCLUSIF". Sur la figure 5, on a représenté un mode de commande à quatre injecteurs électromagnétiques 32, 33, 34 et 35 permettant de supprimer le ressort 8 et d'améliorer la fidélité de la retombée de l'aiguille 2. Les injecteurs électromagnétiques sont commandés par groupe de deux : 33-34 et 32-35 toujours en OU-EXCLUSIF. Suivant la table de vérité suivante (1 représentant l'état ouvert, 0 ltétat fermé pour tous les injecteurs sans exception). 32 33 34 35 Injection 1 1 1 1 1 1 1 O 1 1 0 1 1 1 0 0 1 O 1 1 1 O 1 0 1 O .0 1 1 1 0 0 O O 1 1 1 32 33 34 . 35 Injection 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 O 0 1 1 O O 1 0 0 0 0 1 # 0 O 0 O Le signe # indique une impossibilité de commande. Les courants I1 et 12 sont les courants d'excitation des électro-vannes 32-35 et 33-34 lesquelles sont respectivement branchées en série afin d'obtenir la simultanéité de leur fonctionnement. Les courants I1 et I2 sont générés classiquement par une source de puissance impulsionnelle réglable en fréquence et en rapport cyclique d'ouverture. REVENDICATIONS 1. Circuit hydro-électrique d'assistance à un injecteur haute pression pour moteur Diesel dans lequel l'injecteur est du type comportant une aiguille mue par un piston de grande section par rapport à celle de l'aiguille, une chambre haute pression, une chambre basse pression, des moyens de rappel de l'aiguille en position de fermeture de l'orifice aménagé dans le nez de l'injecteur, un réservoir de fluide, une source d'alimentation basse pression et une source d'alimentation haute pression, caractérisé en ce que ledit circuit hydro-électrique comporte des moyens de commutation permettant de connecter la chambre basse pression de l'injecteur alternativement avec un circuit de mise en pression et avec un circuit de mise en vidange, lesdits moyens de commutation comprenant au moins une électrovanne à noyau mobile reliée, d'une part, à la chambre basse pression de l'injecteur et, d'autre part, au réservoir et relativement à ce dernier, d'une part, directement pour constituer ledit circuit de mise en vidange, d'autre part, par l'intermédiaire d'une pompe d'alimentation basse pression pour réaliser ledit circuit de mise en pression. 2. Circuit hydro-électrique d'assistance suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre haute pression de l'injecteur est reliée à une source d'alimentation (25, 26) à pression constante. 3. Circuit hydro-électrique d'assistance suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrovanne à noyau mobile comporte deux sièges, deux aiguilles (13, 14) supportées par un même noyau magnétique (15) et deux bobinages (20, 21). 4. Circuit hydro-électrique d'assistance suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commutation de la connexion de la chambre basse pression de l'injecteur au circuit de mise en pression et au circuit de mise en vidange comprennent deux électrovannes à noyau mobile distinctes. 5. Circuit hydro-électrique d'assistance suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commutation de la connexion de la chambre basse pression de l'injecteur au circuit de mise en pression et au circuit de mise en vidange comprennent quatre électrovannes à noyau mobile distinctes. 6. Circuit hydro-électrique d'assistance suivant l'une quelconque des revendications 3, 4, 5, caractérisé en ce que les bobinages des différentes électrovannes sont commandés électriquement en "OU-EXCLUSIF" éventuellement par groupes de deux. 7. Circuit hydro-électrique d'assistance suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit injecteur comprend une chambre (4) dite de décompression qui est connectée au réservoir de fluide et qui est disposée entre la chambre basse pression (6) et la chambre. haute pression (5). 8. Circuit hydro-électrique d'assistance suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un double circuit haute pression et basse pression d'alimentation. 9. Circuit hydro-électrique d'assistance suivant les revendications 2 et 8, caractérisé en ce que le circuit haute-pression comporte un accumulateur de pression (26) asservissant le refoulement de la pompe haute pression (25).