Brevet FR2543224A1 — publié le 19840928

La présente invention part d'un système d'injection de carburant pour moteur à combustion interne,comportant au moins un injecteur dont le corps présente plusieurs trous d'injection, l'a- menée de carburant à tous ces trous d'injection étant commandée par une aiguille montée à coulissement dans le corps d'injecteur, et au moins l'un de ces trous d'injection étant en outre commandé par un organe obturateur mobile. Dans un tel système d'injection de carburant, le nombre des trous d'injection, trous par lesquels le carburant est injecté dans la chambre de combustion du moteur, dépend de la position de l'organe obturateur, de sorte que la section d'injection efficace est modifiable par échelons Lorsque le moteur fonctionne en régime de charge partielle, la section-d'injection efficace doit être pe- tite afin que la pression de carburant qui s'établit soit suffisam- ment grande pour assurer une bonne pulvérisation et une combustion optimale du carburant. Dans la demande de brevet allemand N O DE-OS 30 36 583 est décrit un injecteur de carburant avec lequel la pression de carburant détermine elle-même le nombre des trous d'injection qui doivent être actifs lors d'une injection Dans cet injecteur connu, une aiguille suiveuse, couplée à l'aiguille d'injecteur qui commande l'admission de carburant à tous les trous d'injection, sert d'organe obturateur pour divers trous d'injection et, pour une certaine sur- pression ou "surcourse" de l'aiguille de l'injecteur, libère ces trous d'injection supplémentaires Dans cette réalisation, seule une petite section d'injecteur est, par principe, d'abord activé lors de chaque injection La section d'injection est ensuite augmentée, avec retard, si la pression du carburant dans la conduite de car- burant excède une certaine valeur. Dans cette réalisation, la fixation du "point de commutation", point pour lequel la section d'injection est augmentée, présente des difficultés car ce point de commutation dépend, dans cette réalisa- tion connue, de la force d'un ressort qui agit sur l'aiguille par l'intermédiaire d'un levier; cela constitue un inconvénient en particulier dans le cas des moteurs thermiques à plusieurs injec- teurs car, du fait des inévitables tolérances, il est impossible d'assurer une commutation uniforme et simultanée, d'une petite à grande section d'injection, pour tous les injecteurs Ce principe, selon lequel le mouvement de l'organe obturateur dépend de la position de l'aiguille, et donc de la pression du carburant dans la conduite de carburant, ne pouvait donc pas aboutir au succès désiré dans le cas des moteurs à combustion interne polycylindriques. La présente invention a pour but de réaliser un système d'injection de carburant avec lequel on obtiendra, avec des moyens simples, une "commutation" précise de l'organe obturateur et, par conséquent, une combustion optimale du carburant, même dans le cas d'un moteur polycylindrique. Selon l'invention, ce résultat est atteint par le fait que l'organe obturateur est actionnable, en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne, par un élément positionneur et peut être positionné indépendamment de laposition de l'aiguille de l'injecteur. L'invention est basée sur cette considération que l'on peut obtenir un comportement de commutation identique de la part des organes obturateurs de plusieurs injecteurs si le processus de posi- tionnement de ces organes obturateurs est déclenché indépendamment des paramètres ou des caractéristiques de construction de chaque injecteur A la différence de la réalisation selon l'état de la techni- que, l'organe obturateur selon la présente invention doit donc être manoeuvrable indépendamment de la)position de l'aiguille, et doit être actionné par un élément positionneur commandé exclu- sivement en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur La possiblité de manoeuvre de l'organe obturateur indépendamment de la position de l'aiguille conduit en outre à ce qu'en régime de marche à pleine charge, la plus grande section d'injection est ac- tive dès le début du processus d'injection. Par la demande de brevet allemand N O DE-OS 29 43 896, on connaît certes déjà un système d'injection de carburant dans lequel la section d'injection effective est commandée en fonction de para- mètres du moteur Toutefois, dans cette réalisation, plusieurs injec- teurs mutuellement indépendants sont prévus, chacun d'eux présentant une aiguille, et l'organe obturateur mobile commande, dans les conduites d'alimentation, l'arrivée de carburant aux injecteurs. Cette exécution est compliquée et mobilise un espace plus impor- tant. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, fai- te à titre d'exemple non limitatif en se reportant aux figures annexées qui représentent la figure 1, une vue en coupe du corps d'un injecteur; la figure 2, une coupe d'un injecteur avec support; la figure 3, une vue en coupe analogue à celle selon la figure 1, mais dans le cas d'un autre exemple de réalisation, et la figure 4, une coupe transversale d'un corps d'injec- teur selon un troisième exemple de réalisation. Dans le corps 11 d'un injecteur globalement désigné par la référence 10 est aménagé un canâl d'arrivée de carburant 12 débouchant dans une chambre collectrice de carburant 13 Une aiguil- le d'injecteur 14 est montée à coulissement dans le corps d'injec- teur 11 Cette aiguille possède, de façon connue, un épaulement de pression 15 dans la région de la chambre collectrice de carburant 13 et possède, à son extrémité, un c 8 ne de soupape 16 coopérant avec un siège de soupape 17 dans le corps d'injecteur 11 Le corps d'injecteur 11 possède plusieurs trous d'injection 18 et 19 agencés avec décalage en direction axiale De façon connue, la pression du carburant dans le canal d'arrivée 12 soulève l'aiguille 14 de façon que le carburant puisse passer le long du siège de soupape 17 et aller aux trous d'injection 18 et 19 et, de là, dans la chambre de combustion du moteur thermique Jusqu'ici la construction et le fonctionnement de l'injecteur 10 correspondent aux réalisations connues, Dans la forme de réalisation selon la figure 1, l'injecteur comporte, aménagé dans son corps 11, un alésage 20 qui se poursuit jusqu'à la face terminale 21 o il débouche Dans cet alésage 20 est guidé, avec ajustement, un tiroir 22 servant d'organe obtura- teur 23 Cet organe obturateur 23 traverse un alésage 24 dans l'aiguille 14 de l'injecteur, alésage dans lequel il est guidé sur au moins une partie de sa longueur Un élément positionneur , simplement représenté de façon schématique sur la figure 1, réa- lisé sous la forme d'un électro-aimant, permet de déplacer cet organe obturateur dans la direction axiale du corps 11 de l'injecteur Lorsque le moteur thermique fonctionne sous charge partielle, cet organe obturateur doit prendre la position représentée sur la figure 1. Dans cetteposition, le trou d'injection 19 situé le plus en avant dans la direction du refoulement est refermé; en pleine charge, l'é- lément positionneur 25 amène cet organe obturateur 23 de la position de charge partielle représentée à la position de pleine charge, en le déplaçant sur la direction de la flèche P la course de dépla- cement H étant choisie de façon que, dans cette position de pleine charge, le trou d'injection 19 le plus en avant soit libéré En mar- che à pleine charge, le nombre des trous d'injection libérés, donc aussi la section d'injection efficace, est plus grand qu'en marche sous charge partielle. Ceci étant, un point essentiel pour la présente invention est que le mouvement de déplacement de l'organe obturateur 23 est tout-à-fait indépendant de la position de l'aiguille 14 En marche à pleine charge, l'organe obturateur 23 peut donc occuper en per- manence sa position correspondant à la pleine charge, de sorte que, dès le début du processus d'injection, c'est la plus grande section d'injection qui est effective Egalement essentiel est le fait que - comme indiqué sur la figure 1 cet organe obturateur 23 est entraî- né par un élément positionneur 25 commandé par un circuit de commu- tation 26 aux entrées 27 duquel sont amenés des signaux de commuta- tion qui dépendent des paramètres de fonctionnement du moteur ther- mique, par exemple de sa vitesse de rotation Sur la figure 1, on a indiqué que ce circuit 26 commande aussi les éléments position- neurs 25 ' d'autres injecteurs, de sorte que les organes obturateurs de tous les injecteurs sont commandés simultanément et que les orga- nes obturateurs ainsi actionnés prennent alors tous la même position. La figure 2 montre l'assemblage, à un support d'injecteur , du corps d'injecteur représenté à la figure 1 Le corps d'in- jecteur 11 est fixé au support d'injecteur 30, par vissage au moyen d'un écrou d'accouplement 31 Dans le support d'injecteur 30 est guidée, à coulissement axial, une tige creuse 32 qui, par l'inter- médiaire d'un ressort de compression 33, appui contre une vis de réglage 34 et presse l'aiguille 14 sur le siège de soupape 17 La vis de réglage 34 permet de régler à la valeur voulue la pres- sion d'ouverture de la soupape d'injection Dans le support d'in- jecteur 30 est aménagé un canal de carburant 35 allant au canal d'ar- rivée de carburant 12 dans le corps d'injecteur il. Comme on peut le voir sur la figure 2, l'organe obturateur 23 est sensiblement plus long que le corps d'injecteur 11 et traverse un alésage dans la tige 32, ainsi que le ressort de compression 33 et la vis de réglage 34 L'élément positionneur, non représenté sur la figure 2, attaque cet organe obturateur 23 qui lui est fonctionnelle- ment conjugué, du côté du ressort de compression 33 opposé au corps d'injecteur 10 On pourrait, par exemple, envisager d'intégrer cet élément positionneur dans la vis de réglage 34, ou de l'intégrer à cette vis de réglage pour constituer un module La figure 2 a pour but de montrer en premier lieu que l'injecteur constitué selon l'invention correspond, pour l'essentiel, quant à sa forme générale aux réalisation connues et que l'on peut donc utiliser dans une large mesure des compo- sants fabriqués en série Autre point essentiel: cet injecteur n'est pas plus encombrant,si le mouvement de déplacement de l'élément posi- tionneur 25 est transmis au tiroir obturateur 22 par des alésages axiaux dans diverses parties de l'injecteur 10. Dans l'exemple selon la figure 3, l'organe obturateur 23 possède un c 6 ne de soupape 40 coopérant avec un autre siège de soupape 41 sur le corps d'injecteur, 11 Ce siège 41 est situé entre deux trous d'injection 18 et 19, décalés en direction axiale, qui peuvent d'ailleurs avoir des sections de passage différentes, comme représenté sur la figure 3. Si l'on compare les réalisation selon les figures 1 et 3, on voit que, dans le cas de la figure 1, l'organe obturateur est mis à la position de travail par déplacement dans la direction de refoulement du carburant tandis que, dans l'exemple de réalisation selon la figure 3, l'organe obturateur 23 est amené, contre la direc- tion de refoulement du carburant, à sa position de travail dans la- quelle il libère aussi le trou d'injection 19 Dans la réalisation selon la figure 3, il faut donc éventuellement un élément position- neur plus puissant que dans la réalisation selon la figure 1 Par ailleurs, la réalisation selon la figure 3 présente l'avantage que le trou d'injection 19 situé le plus en avant est mieux obturé dans la position de repos de l'organe obturateur 23 tandis que, dans le cas de la réalisation selon la figure 1, on ne peut pas tout-à-fait exclure certaines pertes par fuite, c'est-à-dire que, même dans la position de repos de l'organe obturateur 23, du carburant peut sor- tir de l'alésage 20, ou encore du trou d'injection 19 situé le plus en avant. La figure 4 montre un corps d'injecteur Il vu en coupe transversale dans un plan danslequel plusieurs trous d'injection 18 et 19 sont agencés décalés en direction périphérique Dans cette réalisation, l'organe obturateur 23 est réalisé sous la forme d'un tiroir tournant qui, dans le cas de la position selon la figure 4 a, libère tous les trous d'injection, mais qui, dans la position selon la figure 4 b, ferme quatre trous d'injection. Sur la figure 1, on a montré schématiquement que l'on peut utiliser un électro-aimant pour constituer l'élément positionneur. Toutefois, on peut aussi utiliser, à la place de cet électroaimant, des éléments positionneurs hydrauliques ou pneumatiques A cet é- gard, l'essentiel est simplement que les éléments positionneurs de tous les injecteurs soient commandés simultanément par un signal qui dépend exclusivement de caractéristiques du moteur thermique et non pas, comme dans l'état de la technique, de la pression du carburant dans chaque injecteur concerné. REVENDICATIONS 1 Système d'injection de carburant, pour moteur à combustion interne, comportant au moins un injecteur dont le corps présente plusieurs trous d'injection, l'amenée de carburant à tous ces trous d'injection étant commandée par une aiguille montée à coulissement dans le corps d'injecteur, et au moins l'un de ces trous d'injection étant en outre commandé par un organe obturateur mobile, caractérisé en ce que l'organe obturateur ( 23) est action- nable, en fonction de paramètres defonctionnement du moteur à com- bustion interne, par un élément positionneur ( 25) et peut être positionné indépendamment dela position de l'aiguille ( 14) de l'injecteur. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe obturateur ( 23) est déplaçable dans la direction axiale du corps ( 11) de l'injecteur, en ce que ce corps ( 11) présente au moins deux trous d'injection ( 18, 19) décalés, et en ce qu'au moins le trou d'injection ( 19) situé le plus en avant dans la direction du refoulement peut être commandé par l'organe obturateur ( 23). 3 Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps ( 11) de l'injecteur présente un alésage ( 20) d'o les trous d'injection ( 18, 19) décalés en direction axiale partent, et en ce que l'organe obturateur ( 23) est un tiroir obturateur ( 22) qui est guidé, avec ajustement étanche, dans cet alésage ( 20). 4 Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps ( 11) de l'injecteur présente un alésage débouchant dans la surface terminale ( 21). Système selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le tiroir obturateur ( 22) estdéplaçable dans la direction de refoulement du carburant, de la position de charge partielle, dans laquelle il obture au moins un trou d'injection ( 19), à la position de pleine charge. 6 Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps ( 11) de l'injecteur présente un alésage ( 20) doté d'un siège de soupape ( 41) entre deux trous d'injection ( 18, 19) décalés en direction axiale, et en ce que l'organe obturateur ( 23) présente un c 8 ne de soupape coopérant avec ce siège ( 41) et peut être déplacé, contre la direction du refoulement, à la position de pleine charge. 7 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe obturateur ( 23) est réalisé sous la forme d'un tiroir tournant commandant des trous d'injection ( 18, 19) disposés dans un plan et décalés en direction périphérique. 8 Système selon au moins l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'organe obturateur ( 23) est guidé dans un alésage ( 24) de l'aiguille ( 14) de l'injecteur, O 10 traverse le ressort de compression ( 33) sollicitant cette aiguille ( 14) et se trouve, au-delà de ce ressort ( 33) fonctionnellement conjugué à l'élément positionneur ( 25). 9 Système selon au moins l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'élément positionneur ( 25) opère mécaniquement, hydrauliquement, pneumatiquement, électro- mécaniquement, ou électromagnétiquement.