Brevet FR2514076A1 — publié le 19830408

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour mesurer des quantités de car- burant injectées successivement par des injecteurs reliés à un dispositif de mesure dans une chambre de mesure contenant un piston de mesure sollicité par une pression de gaz, qui s'écarte pour chaque quantité de carburant injectée, en opposition à cette pression de gaz et dont les mouvements correspondants d'écar- tement produisent dans un capteur des signaux qui constituent une mesure de la quantité de carburant injecté. Il est connu (exposé de Frank Thoma sur "Der Einspritzmengen Indikator, ein n Uitzliches Mesgerât f Ur die Entwicklung von Dieselmotoren" à la Conférence annuelle de 1974 de la "American Society of Mechanical Engineers" à Houston, USA) de mesurer la quantité de carburant injectée à chaque course à l'aide d'un appareil de mesure, qui est appelé un indicateur de quantité De tels indicateurs de quantités présentent cependant l'inconvénient de ne permettre d'effectuer la mesure que sur un injecteur On a évidemment proposé, pour réduire les frais et le temps passé, de relier plusieurs injecteurs à un indicateur de quantité mais on peut relier seu- lement au maximum trois buses car, pour un processus de mesure, c'est-àdire l'injection d'une quantité de carburant dans une chambre de mesure, un écartement du piston de mesure et finalement une ouverture de la soupape de décharge nécessitent un tiers de tour de la pompe d'injection. Ainsi chaque quantité individuelle de car- burant injectée sert à remplir une seule fois une cham- bre de mesure Le piston recule d'une distance direc- tement proportionnelle au volume de liquide injecté. La mesure de volume est convertie en une mesure de dis- tance La chambre de mesure est vidée dans ce cas entre -deux injections successives, ce qui est effectué par la soupape de décharge commandée prévue dans la chambre de mesure - Par rapport à l'art antérieur, l'invention a pour but d'effectuer, pour un contrôle de pompes d'injection comportant plusieurs éléments de pompage, les opérations de mesure plus rapidement et plus exactement, les quantités injectées par chaque élé- ment de pompe dans la chambre de mesure pouvant être mesurées individuellement indépendamment du nombre des éléments de pompage. Le problème est résolu selon l'invention en ce que, en fonction des quantités injectées successi- vement, le piston de mesure exécute des mouvements d'écartement se succédant immédiatement et orientés dans le même sens, la position initiale du piston lors d'un mouvement d'écartement étant à chaque fois identique à la position finale du piston lors du mou- vement d'écartement précédent et chaque position fi- nale du piston étant captée par le capteur. Grâce aux mouvements d'écartement, échelon- nés et orientés dans le même sens, du piston de mesure qui est sollicité pendant la totalité d'une course par tous les injecteurs, il est possible d'obtenir une plus grande précision de mesure lors d'une compa- raison des injecteurs entre eux En outre, pour quatre injecteurs ou plus, il n'est nécessaire d'utiliser qu'un dispositif de mesure car il est possible de mesurer les quantités injectées par tous les injecteurs à chaque course du piston. Pour le captage de chaque mouvement d'é- cartement du piston de mesure pendant une course du - piston, il est proposé que le capteur détectant les mou- vements d'écartement du piston de mesure soit constitué 1 2 2514076 par un capteur incrémentiel de course (des explications plus détaillées seront données dans la suite de la description). Avec les capteurs incrémentiels de course de types connus ou bien avec des appareils numériques de précision de mesure de longueur de types connus, il est possible de mesurer simultanément des quantités individuelles, des quantités totales et le décalage de came. Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, il est prévu que la broche de mesure du capteur de course soit disposée coaxialement par rapport au piston de mesure. Pour obtenir pour chaque injection séparée des injecteurs reliés au dispositif de mesure des conditions aussi identiques que possible, il est en outre proposé que le piston de mesure et une soupape de décharge à commande électromagnétique placé à l'opposé de celui-ci soient reliés entre eux par un alésage central dans lequel débouchent des alésages d'admission répartis en étoile et partant des injec- teurs, chaque injecteur étant espacé de la même dis- tance radiale par rapport à l'alésage central On obtient ainsi des distances identiques correspondant à des temps identiques de rotation d'arbre. Lors de l'utilisation du dispositif de me- sure, il n'est pas exclu que des bulles introduites dans la chambre de mesure provoquent des perturbations pen- dant les processus de mesure Pour empêcher cet incon- vénient, il est prévu que le piston de mesure soit placé en dessous de l'alésage central et que la sou- pape de décharge soit placée au-dessus de cet alésage. On est ainsi assuré que les bulles soient évacuées par la soupape de décharge placée au-dessus. Selon une caractéristique avantageuse de l'in- vention, il est prévu en amont de l'çmbouchure dans la chambre de mesure un organe de commande opérant en fonc- tion de la température Grace à la disposition de la zone de mesure de température, on effectue simplement une correction des quantités injectées en cas de variations de la température. Selon une autre caractéristique de l'invention, le piston de mesure comporte à l'extrémité inférieure de la jupe une bague d'étanchéité Grace R Ace moyen, les surfaces de glissement du piston restent mieux lubrifiées et le volume de gaz et la chambre de mesure sont séparés d'une manière plus sûre. D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la des- cription, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente en vue en coupe un exemple de réalisation du dispositif de mesu- re pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le dispositif de mesure 1, c'est-à-dire l'indi- cateur de quantité servant au captage volumétrique-des quantités de carburant injectées dans des installations d'injection diesel, se compose d'un corps récepteur 2 en forme de plaque circulaire destiné à recevoir par exem- ple quatre injecteurs 3 de l'installation d'injection, d'un cylindre de mesure 4 placé en dessous et contenant un piston de mesure 5, et d'une soupape de décharge 6 commandée électromagnétiquement-et placée au-dessus du corps récepteur 2. Un alésage central 7 ménagé dans le corps ré- cepteur 2 relie la soupape de décharge 6 à une chambre de mesure 8 délimitée par le piston de mesure 5 Dans cha- cun des injecteurs 3, qui sont tous fixés Dar l'intermé- diaire d'un sunport'9 dans dds-alésages récepteurs 10 du corps 2, des alésages d'admission il de même longueur, convergeant les uns vers les autres et disposés en étoi- le, débouchent dans l'alésage central 7 Entre le corps récepteur 2 et le cylindre de mesure 4, il est prévu un organe de commande 12 opérant en fonction de la température et par l'intermédiaire duquel les quan- tités de carburant injectées parviennent dans la cham- bre de mesure 8 L'organe de commande sert à la correc- tion des quantités injectées lors de variations de la température. Le piston de mesure 5 est relié par l'inter- mêdiaire de sa tige 13 à la broche de mesure 14 d'un capteur incrémentiel de course 15 La tige de piston 13 et la broche de mesure 14 sont disposées coaxialement. Le capteur incrémentiel de course 15, qui est un appareil de mesure de précision, comporte d'une manière connue une échelle de précision en verre compor- tant un réseau de traits (constante de réseau par exem- ple 10 microns, c'est-à-dire traits de 5 microns et espacements de 5 microns) et il est relié rigidement à la broche de mesure 14 La lecture de l'échelle de mesure est effectuée sans contact par l'intermédiaire d'un réseau antagoniste, constitué par des plages de lecture, et des photoéléments. Le piston de mesure 5 comporte, sur sa jupe inférieure 16, une bague d'étanchéité 17 agencée sous forme d'une bague torique et qui doit empêcher un trans- fert de l'azote se trouvant dans un espace à gaz 18 jusque dans la chambre de mesure 8 Grâce à la position particulière de la bague 17, les surfaces de glissement du piston restent en outre lubrifiées. Pour l'exécution de la mesure, on opère de la façon suivante le piston de mesure 5 se trouve dans sa posi- tion limite supérieure La soupape de décharge 6 comman- dée électromagnétiquement est fermée et le système de mesure est rempli de carburant Au bout d'un nombre prédéterminé de cycles initiaux, qui sont effectués pour déterminer le nombre d'injecteurs et pour mesurer la quantité à laquelle il faut s'attendre pour le domaine de chargeconsidéré, on commence la mesure proprement dite A cet effet, la quantité de carburant dosée par la pompe d'injection parvient comme auparavant dans les cycles initiaux, par l'intermédiaire de tuyaux correspondant au nombre des éléments de pompage, aux injecteurs 3 fixés sur le dispositif de mesure 1 et, à partir de là, en correspondance avec la séquence d'in- jection, dans la chambre de mesure 8 Pour chaque quantité de carburant injectée par les injecteurs, le piston de mesure s'écarte de façon échelonnée en oppo- sition à la pression d'azote existant dans l'espace à gaz 18, en partant à chaque fois de la position limite atteinte à la fin du mouvement d'écartement précédent. La chambre de mesure 8 n'est par conséquent pas vidée entre deux injections successives et au contraire l'ac- tionnement de la soupape de décharge commandée électro- magnétiquement est effectué seulement à un instant donné, lorsque par exemple tous les injecteurs ont in- jecté du carburant Chaque mouvement d'écartement du piston de mesure 5, qui est associé à un élément déter- miné de la pompe, est mesuré avec une grande précision et les signaux produits dans les photoéléments lors du déplacement de la broche de mesure sont analysés. On ne décrira pas de façon détaillée l'appareil élec- tronique d'enregistrement. A l'aide du dispositif de mesure, il est possible de mesurer et de régler en un temps court des pompes d'injection comportant quatre, cinq éléments de pompage ou plus Il est possible d'obtenir des indi- 14076 cations sur l'évolution des quantités, sur les variations de quantité (modification de la quantité totale dans le temps), sur la commande des pistons (différences en- tre les quantités injectées par les différents éléments de pompage d'une pompe d'injection) et sur la variation de quantité injectée (cela concerne un élément indivi- duel par comparaison à la variation de quantité totale). REVENDICATIONS 1 Procédé pour mesurer des quantités de carburant injectées successivement par des injecteurs reliés à un dispositif de mesure dans une chambre de mesure contenant un piston de mesure sollicité par une pression de gaz, qui s'écarte pour chaque quantité de carburant injectée en opposition à cette pression de gaz et dont les mouvements correspondants d'écarte- ment produisent dans un capteur des signaux qui cons- tituent une mesure de la quantité de carburant injectée, caractérisé en ce que, en fonction des quantités in- jectées successivement, le piston de mesure ( 5) exécute des mouvements d'écartement se succédant immédiatement et orientés dans le même sens, la position initiale du piston ( 5) lors d'un mouvement d'écartement étant à chaque fois identique à la position finale du piston ( 5) lors du mouvement d'écartement précédent et chaque position finale-du piston ( 5) étant captée par le cap- teur. 2 Dispositif de mesure pour la mise en oeuvre- du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le dispositif de mesure, le camtéur ( 15) détectant le mouvement d'écartement du piston de mesu- re ( 5) est constitué par un capteur incrémentiel de course. 3 Dispositif de mesure selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la broche de mesure ( 14) du capteur de course ( 15) est disposée coaxialement par rapport au piston de mesure ( 5). 4 Dispositif de mesure selon l'une des reven- dications 2 et 3, caractérisé en ce que le piston de. mesure ( 5) et une soupape de décharge ( 6) commandée électromagnétiquement et placée à l'opposé de celui-ci sont reliés entre eux par un alésage central ( 7), dans lequel débouchent des alésages d'admission ( 11) répartis en étoile et partant des injecteurs ( 3), cha- que injecteur ( 3) étant espacé de la même distance radiale par rapport à l'alésage central et en ce que la soupape de décharge ( 6) est fixée au- dessus de l'alésage central ( 7). 6 Dispositif de mesure selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'un organe de commande ( 12) opérant en fonction de la température est placé en amont de l'embouchure dans la chambre de mesure ( 8). 7 Dispositif de mesure selon l'une des re- vendications 2 à 6, caractérisé en ce que le piston de mesure ( 5) comporte une bague d'étanchéité ( 17) à l'extrémité inférieure de sa jupe ( 16).