Brevet FR2530734A1 — publié le 19840127

La présente invention est relative à un dis- positif d'injection électronique destiné à assurer l'in- jection du combustible dans un moteur à combustion interne, et plus particulièrement dans un moteur à pistons. On sait qu'un tel dispositif d'injection doit satisfaire à deux conditions principales, à savoir: doser la quantité de combustible à injectew dans chaque cylindre à chaque cycle, ces dosages étant suscep- 0 tibles de varier en fonction de la charge souhaitée pour le moteur; _ régler l'instant auquel l'injection a lieu par rapport au déroulement de chaque cycle t ceci en fonction de l'ovan- ce à l'injection désiré e On connait déjà un dispositif d'injection dit à double tiroir t dans lequel la haute pression s'6 tablit dans le combustible à chacune dos deux extrémités de l'ai- guille d'injection Y Lorsquton commande la chute de cette pression derrière l'aiguille t grâce à un déplacement de 1 ' un des deux tiroirs, on déclenche le début d'injection En effet, l'aiguille se soulève alors de son siège, du fait de la haute pression qui continue à régner de ce c 8 té - En déplaçant l'autre tiroir, on provoque le rétablissement de la haute pression derrière l'aiguille, ce qui déclenche la fermeture de l Vinjecteur avec l 8 aide de son ressort de tarage S ceci correspond à la fin de 1 ' in Jection k Dans ce système connu, chacun des tiroirs est commandé séparément par l'action de gazole à moyenne pression, délivré par des micro-valves t elles-m mes pilo- tées par un calculateur électroniques 0 e système connu permet donc de piloter in- dépendamment, au moyen d'un calculateur, le début et la fin de l'in Jeetione Par contre, on constate que la dispersion sur le temps d'ouverture, et donc sur le débit t est égale à la somme des dispersions sur les moments d'ouverture et de fermetures Le phénomène est donc difficilement reproductible d'un cycle à l'autre * ce qui entratne une certaine irrégula- rité dans le fonctionnemert du moteurs 4 La présente invention a pủr but d'éviter cet inconvénient-, en réalisant un dispositif dans lequel on pilote non plus le début et la fin de l'injection, mais le début et la durée de ltinjectiorio Un dispositif d injection électronique selon 1 ' intention comprend des organes distributeurs coulissants in- tercalés sur le circuit à haute pression du combustible g liés aux deux extrémités de l'aiguille d'un injecteur t et il est caractérisé en ce que les deux organes distributeurs sont constitués par un tiroir coulissant à l'intérieur d'un fourreau; lequel coulisse à son tour dans le corps dtun distributeur, les coulissements longitudinaux du tiroir et du fourreau étant conmmandés indépendamment 1 ' 'n de l'autre. Suivant une autre caractéridtique de l'inven- tion, le tiroir parcourt un aller-retour pour chaque cycle de combustion ' Suivant une autre caractéristique de ltinven- tion, le tiroir parcourt seulement une course simple pour chaque cycle de combustion? Suivant une autre caractéristique de ltinven- tion, le tiroir parcourt au moins une course à chaque cy- cle de combustion t tandis que le fourreau ntest déplacé que lorsqu'on désire modifier le débit injecté Le dessin annexé t donné à titre d'exemple non limitatif x permettra de mieux comprendre les caractéris- tiques de l'inventiod*' Figure 1 est un schéma illustrant la position du dispositif sur un moteur à quqtre cylindres'. Figure 2 est une coupe longitudinale schémati- sans la structure du distributeur selon l'invention. Figure 3 ' 6 9 * 12 t 15, illustrent la posi- tion du dispositif pendant une phase à débit nul ( fourreau à droite)' Figures 4 t 7 * 10 t 13, 16 t ill;trent une phase à débit partiel ( fourreau on position intermédiaire)". Figures 5 * 8 1 il 1 14, illustrent une phase à plein débit ( fourreau à gauche). On a représenté sur la figure 1, la silhouette d'un mdaur Diesel 1, à quatre cylindres Une conduite 2 a Ssure l'arrivée du gazole depuis le réservoir Jusqu'A un filtre 3 de type con 4 u Ensuite, une pompe de gavage 4 envoie le combustible vers une pompe-distributeur 5 que des canalisations à haute pression 6 relient à chacun des sys- tèmes d'injection 7 dont est pourvu chaque cylindre;o Chaque système d tinjection 7 comprend, à la manière connue, un injecteur dont l'aiguille est soumise à chaque extrémité a à la haute pression Solon l'inven- tion, chaque système 7 comprend par ailleurs un dispositif d'injection du genre qui va être décrit avec référence aux figures 2 à 17 4 Ce dispositif comprend un tiroir-distri- buteur 8, susceptible de coulisser dans le sens longitu- dinal à l'intérieur d'un fourreau cylindrique 9, lequel coulisse à son tour dans le corps fixe 10 de l'appareil - Sur le tiroir 8, sont prérues quatre gorges de distribué tion 11, 12, 13, 14 Le fourreau 9 est percé de deux orifices 15 et 16 qui le traversent diamétralemento Par a illeurs, des perçages diamétraux 17 sont prévus en regard dans le corps 10 pour assurer la jonction avec les canalisations de raccordement 22, 23, 24 et 25. Des passages intérieurs 26 et 27 mettent en communication i respectivement le perçage 17 avec le per- çage 20 t puis le perçage 18 avec le perçage 19 La canalisation 24 réunit une extrémité des trois perçages 19 20 et 21 La canalisation 24 est reliée à la face ar- rière de l'aiguille d'injecteur de type connu, non repré- sentée;. Les canalisations 25 et 22 sont reliées à la pompe à haute pression 5 O La canalisation 23 est reliée au réservoir de gazole, c'est-à-dire qu'elle constitue la dé- charge%. Des moyens électroniques connus non représen- tés, permettent de commander les déplacements longitudinaux du, tiroir 8 dans le sens indiqué par la flèche double 28 &' De même, on commande le coulissement longitudinal du four- reau 9 dans un sens ou dans l'autdre I Suivant l'une des caractéristiques importan- tes de l'invention,les déplacements longitudinaux (flèche double 28) du tiroir 8 et du fourreau 9 sont commandés in- dépendamment l'un de l'autre Plus particulièrement, le tiroir 8 parcourt une course simple ou un aller et retour pour chaque cycle de combustion, alors que le fourreau 9 reste immobile tant qu'on ne désire pas modifier le débit injecté - Autrement dit, Z les déplacements du tiroir 8 commandent l'instant du début d 'injection; la position du fourreau 9 définit la durée d'injec- tion, c'est-à-dire le débit injecté. Le fonctionnement est le suivant: La gorge 11 est susceptible d'obturer ou de découvrir plus ou moins la section du perçage diamétral 17. Il en va de même pour la gorge 12 pr rapport au perçage 18, pour la gorge 13 par rapport au perçage 19, et pour la gor- ge 14 par rapport à l'ensemble des deux perçages 20 et 21. Sur les figures 5, 8, 11, 14, 17, le fourreau 9 reste im-obile, poussé à fond vers la gauche À Cela correspond au débit maximum, c'est-à-dire que le moteur que le moteur fontionne à pleine charge o: A la position de la figure 5, la gorge 14 du tiroir 8 met en communication les canalisations 24 et 25 s la face arrière de l'aiguille d'injecteur est donc en pres - sion, et il n'y a pas d'injectio Wo Pendant un premier cycle d'injection, le tiroir 8 commence à se déplacer vers la gauche (figure 8) à une vitesse sensiblement constante t quels que soient la charge et le régime du moteur Au début du déplacement (fi- gure 8), le tiroir 8 vient obturer le perçage 21, ce qui coupe la communication entre les canalisations 24 et 25 La gorge 13 arrive alors face au perçage 19 qu'elle démasque (figure 11), ce qui relie la canalisation 24 de l'injecteur, a la canalisation de décharge 23 t à travers la gorge 12 et le perçage 16 qui sont alors en coincidence X l'aiguille dt injecteur peut désormais se soulever de son siège t ce qui correspond au début de l'injection ' Pendant cette première partie du déplacement du tiroir 8, la canalisation 26 a toujours été reliée à la canalisation de décharge 23 par la gorge 12 et par le perc'a- ge 16: le début d'injection est donc indépendant de la po- sition du fourreau 9 En poursuivant son déplacement vers la gau. che t le tiroir 8 ( figure 14) vient fermer le perçage 16 t si bien que l'injecteur se trouve désormais isolé de la décharge 'o Enfin, la gorge 11 arrive en face du perçage (figure 17) t tandis que, entre temps, la gorge 14 est arrivée en face du perçage 20 g qui se trouve donc démasquée Désormais, la canalisation 24 est à nouveau reliée à la haute pression de la canalisation 22 t par le perçage 15, la gorge 11, la canalisation 26, la gorge 14 et le per- gage 20 Cela correspond à l'instant de fin d'injections. D'après le fonctionnement qui vient d'être décrit, on voit que cet instant dépend uniquement de la position re- lative du fourreau 9 et du tiroir 8, puisque la vitesse de ce dernier est constante Autrement dit, le débit in- jecté ne dépend que de la position du fourreau 9 d, de débit reste constant tant que le fourreau 9 est immobile ? On a représenté sur les figures 4, 7 t 13, 16, le déroulement du dycle d'injection lorsque le fourreau 9 occupe une position intermédiaire i? Dans ce cas t du fait de la distance 29 dont le fourreau 9 est dé- calé vers la droite, le perçage 15 se trouve plus rapide- ment démasqué par la gorge 11, avant que le tiroir 8 ne soit arrivé à fond de course vers la gauche des dessins ' Ltin- jection prend donc fin plus t 8 t, comme illustré sur la figure 13 2 le débit de gazole injecté à chaque cycle se trouve donc réduite* On a illustré sur les figures 3, 6, 9 12 t 15, le fontionnement du dispositif lorsque le fourreau 9 est repoussé au maximum vers la droite, ce qui correspond à un décalage maximum 30 sensiblement égal à l'amplitude de la course du tiroir 8 Dans ce cas p la canalisation 24 de l'injecteur n'est jamais reliée à la canalisation de déchar- ge 23 * L'injecteur 2 este donc constamment à haute pression aux deux extrémités de l'aiguille S celle-ci n'est plus soumise qu'à la poussée de son ressort de tarage et elle reste fermée e' Cela correspond à un débit injecté nul "O 4 Tiroir et fourreau sont actionnés par 1 l intermédiaire, soit d'une commande hydrauliquo t soit d'une commande électro-mécanique et, dans les deux cas, avec ou sans ressort de rappel o Les-ordres d'ouverture d 'injec- teur et de durée d'injection sont sous la dépendance d'un calculateur dont les paramètres d'entrée représentent les conditions de fonctionnement et /ou les ordres reçus du conducteur t et dont les sorties sont définies à partir de ces entrées A au moyen d'un algorithme convenable assurant le fonctionnement du calculateur, Ltinjection suivante peut se faire de façon analogue au cours du déplacement du tiroir de gauche à droite t auquel cas, dans la description qui précède, la position relative des pièces qui correspondait au début de la mise en communication de la décharge avec la face arri&- re de l'injecteur en devient la fin, et inversement V' Mais l'injectinn suivante peut aussi se faire de façon rigoureusement identique à la précédente, Si i entre deux injections:e le tiroir reprend sa position ini- tiale (à droite), correspondant au début de la premibre phase * Dans ce cas t il est nécessaire de prévoir un dis- positif supplémentaire ' entre le dispositif qu'on vient de décrire et l'injecteur x de façon que, pendant la course retour du tiroir, la face arrière de l'aiguille reste constamment soumise à la haute pressiont Ce dispositif supplémentaire pourrait ttre un distributeur jouant le r 8- le de robinet à trois voies reliant l'injecteur au disposi- tit objet de l'invention, pendant la phase injection et à une source haute pression entre deux phases dtinjection t la communication étant commandée par le calculateur ou tout moyen a ppropriée On remarque que 1 ' une des extrémités du ti- roir ( 8),( gorges ( 11) et ( 12)), coulisse à l'intérieur du fourreau ( 9), lequel coulisse dans le corps ( 10), alors que l'autre extrémité du tiroir ( 8) t ( gorges ( 13) et ( 14)) coulisse directement dans le corps ( 10 ')". REVENDICATIONS 1 Dispositif d'injectiot électronique,com - prenant des organes distributeurs coulissants, intercalés sur le circuit à haute pression du combustible, lié aux deux extrémités de l'aiguille d'un injecteur * caractéri- sé en cecpe les deux organes distributeurs sont con titués par un tiroir ( 8) coulissant à l'intérieur d'un fourreau ( 9), lequel coulisse à son tour dans le corps ( 10) d'un distributeur, les coulissements longitudinaux du tiroir ( 8) et du fourreau ( 9) ( flèche double 28), étant comman- dés indépendamment l'un de l'autre, 2 Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le fourreau ( 9)%,qui comporte deux per- gages diamétraux ( 15) et ( 16),etsusceptible de se dépla- cer pour démasquer ou obturer des perçages référencés res- pectivement ( 17) et ( 18) du corps ( 10) t tandis que la partie mobile correspondante du tiroir ( 8) comporte deux gorges ( 11) et ( 12) susceptibles de masquer ou de démas-_ quer plus ou moins complètement les perçages ( 15) et ( 16)* le pergage ( 17) étant relié à la source d'alimentation on combustible à haute pression, tandis que le perçage ( 18) est relié à la déchargez 3 Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tiroir ( 8) comportalmr ailleurs deux gorges ( 13) et ( 14) coulissant directement dans le corps ( 10), face à trois perçages ( 19), ( 20) t ( 21), la gorge ( 13) pouvant masquer ou démasquer plus ou moins complètement le perçage ( 19), tandis que la gorge ( 14) est située à cheval sur les perçages ( 20) et ( 21) dont elle peut démasquer l'un ou l'autre plus ou moins complètement, 4 Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendioetlons précédentes i caractérisé on ce qu'en passant d'une position extrgme à l'autre, le tiroir ( 8) effectue une interruption de pression dans la canalisation haute pression ( 24) reliée à l'injecteur,par mise à la décharge ( 23) de la face arrière de l'aiguille d'injecteur tan- dis que la position du fourreau ( 9) dans le corps ( 10) détermine le temps pendant lequel la face arrière de l'ai- guille d'injecteur est mise à la décharge. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ti- roir ( 8) et le fourreau ( 9) sont actionnés par l'intermé- diaire d'une commande hydrauliques 6 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications I à 4 _, caractérisé en ce que le ti- roir ( 8) et le fourreau ( 9) sontac'ionnés par l'intermé- diaire d'une commande électromécanique. 7 Dispositif suivant l'une quelconque des revendio tions précédentes, caractérisé en ce qu'il ne comporte aucun ressort de rappel pour assurer les déplace- ments du tiroir ( 8)> 8 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ordres de déplacement du tiroir ( 8) et du fourreau ( 9) sont sous la dépendance d'un calculateur électonique, dont les para- mètres d'entrée représentent les conditions de fonctionne- ment et les ordres reçus de l'utilisateur ou du conducteur tandis que les sorties du calculateur sont définies à partir de ces entrées au moyen d'un algorithme convenable assurant le fonctionnement du calculateur'; 9 Dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des extrémités du tiroir ( 8) go Sges ( 11) et ( 12)l coulisse à l'intérieur du fourreau ( 9), lequel coulisse dans le corps ( 10 O), alors que l'autre extrémité du tiroir ( 8) C gorges ( 13) et ( 14)l coulisse directement dans le corps ( 10