Brevet FR2558532A1 — publié le 19850726

RéGULATEUR DB PRESSION A MEMBRANES POUR MOTEUR A INJECTION DE CARBURANT La présente invention se rapporte à un régulateur de pression à membranes pour une installation d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne. Sur des moteurs à injection de carburant où cette injection est réalisée par une soupape commandée dlectromagnétiquement, le débit de carburant injecte dépend du temps d'ouverture de cette soupape et de la différence entre la pression du carburant dans l'injecteur et celle régnant dans le conduit d'air où le carburant est injecté. Pour augmenter la dynamique de l'injecteur, c'est-à-dire le rapport entre le débit maximal (forte charge du moteur, hauts régimes) et le débit minimal (faible charge du moteur, bas régimes), on peut modifier le temps d'ouverture de soupape et la différence de pression mentionnés ci-dessus. L'invention a pour objet un dispositif de régulation de la pression de carburant dans une installation d'injection parcourue par ce carburant qui permet de faire varier cette différence de pression en fonction de la charge du moteur à combustion interne représentée notamment par la pression au collecteur et en aval du papillon d'air, que l'injecteur soit situé en amont ou en aval de ce papillon d'air. Suivant une particularité de l'invention, ce régulateur de pression comprend quatre chambres successives, étanches entre elles. La première chambre, délimitée par le corps de régulateur et une première membrane, est alimentée en carburant dont la pression est régulée par un débit de fuite passant par un conduit de retour au réservoir du moteur et variant en fonction de la distance séparant le bord de ce conduit de retour et cette membrane. La deuxième chambre, délimitée par la première membrane, une deuxième membrane et le corps du régulateur, communique avec un fluide à une pression déterminée. La troisième chambre, délimitée par la deuxième membrane, une troisième membrane et le corps du régulateur, communique avec un autre fluide à une pression déterminée.La quatrième chambre, délimitée par la troisième membrane et le corps du régulateur, communique avec un autre fluide à une pression déterminée cette membrane étant soumise à l'action d'un ressort en appui sur une paroi fixe du régulateur, d'une part, et étant solidaire des-deux autres membranes par l'intermédiaire d'une tige, d'autre part. Suivant une autre particularité de l'invention, chacune des pressons déterminées de fluide est choisie parmi les pressions d'air dans le collecteur respectivement en amont et en aval du papillon d'air du moteur et la pression atmosphérique. Ces dispositions caractérisent un régulateur qui présente une structure particulièrement simple et économique ainsi qu'une grande souplesse d'utilisation. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation représenté schématiquement sur la figure unique jointe. Conformément à l'invention, la figure représente un régulateur de pression à membranes qui est constitué par une série de quatre chambres 0, 1, 2 et 3 étanches entre elles. La chambre 0 est formée par le corps 4 du régulateur et une membrane 10. Elle reçoit du carburant en provenance du réservoir par un conduit 5 à une pression Po qui peut être régulée par un débit de fuite correspondant à une pression Pr, à travers un conduit de retour 6 au réservoir, de section Ar. Ce débit est rendu variable par l'évolution de la distance entre la membrane 10 et le bord 7 du conduit de retour. La chambre 1 est formée par la membrane 10, une seconde membrane 20 et le corps 4 du régulateur. Elle communique par un conduit 11 avec un premier fluide à une pression P1. La chambre 2 est formée par la membrane 20, une troisième membrane 30 et le corps 4 du régulateur. Elle communique par un conduit 21 avec un second fluide à une pression P2. La chambre 3 est formée par la membrane 30 et le corps 4 du régulateur. Elle communique par un conduit 31 avec un troisième fluide à une pression P3. Elle renferme un ressort 32 qui, en s'appuyant sur la membrane 30 et une paroi fixe 33 du régulateur, permet d'exercer avec de faibles déplacementsJ,un effort sensiblement eonstant F sur cette membrane. Les membranes 10, 20 et 30 sont reliées entre elles de façon rigide par une tige 8. Des plaques rigides peuvent éventuellement les remplacer. Le fonctionnement du régulateur de pression précédemment décrit peut être résumé simplement par la formule suivante qui traduit l'équilibre de ce dernier Po (A1 - Ar) + PrAr = P1 (A1 - A2) + P2 (A2 - A3) + P3A3 + F Si l'on choisit Ar négligeable par rapport à Al, (Ar A1), la pression Po du carburant stécrit:: A1 - A2 A2 - A3 A3 F - PrAr Po = A1 - P1 + A1 P2 A3 A1 P3 + F - A1 Cette relation montre qu'il est possible, par un choix judicieux des sections Al, A2, A3 et de la force de réaction F, Pr Ar étant pratiquement imposé par des contraintes de configurations externes du moteur, de réaliser des régulations de pression de la forme * Po = Pa +)61 Pc + C1, dans le cas où l'injecteur se trouve en amont du papillon d'air, relation dans laquelle: - Pa est la pression dans le conduit d'air en amont du papillon d'air, - Pe est la pression dans le conduit d'air en aval du papillon d'air, - C1 est une constante de pression et - i est une constante positive. La pression de carburant Po peut ainsi être régulée, par exemple en fonction de Pa = P2, Pc = P3, P1 étant égale à la pression atmosphérique Patm. Po = 2 Pc + C2 dans le cas où l'injecteur se trouve en aval du papillon d'air, relation dans laquelle - #2 est une constante et - C2 est une constante de pression. La pression de carburant Po peut être ainsi régulée, par exemple en fonction de Pc = P1, la chambre 2 étant supprimée et P3 étant égale à la pression atmosphérique Patm. Le régulateur, conforme à l'invention, permet donc d'accroitre la dynamique d'un injecteur dans la mesure où on peut faire varier de façon simple, la différence de pression (Po - Pa) ou (Po - Pc) existant entre le carburant et le conduit d'air où celui-ci est injecté, et ceci en fonction de la charge du moteur. REVENDICATIONS 1 - Régulateur de pression à membranes pour une installation d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne, dans laquelle l'injection est réalisée par une soupape commandée par exemple electromagrldtiquementn caractérisé en ce qu'il comprend quatre chambres successives (0)9 (1), (2) et (3) étanches entre elles - La première chambre (0) délimitée par le corps (4) du régulateur et une membrane (10) est alimentée par un conduit (5) en carburant dont la pression (Po) est régulée par un débit de fuite passant par un conduit de retour (6) au réservoir du moteur et variant en fonction de la distance séparant le bord (7) de ce conduit de retour et cette membrane (10) > - La deuxième chambre (1) délimitée par la membrane (10), une membrane (20) et le corps du régulateur communique avec un premier fluide à une pression (P1) par un conduit (11);; - La troisième chambre (2) délimitée par la membrane (20), une membrane (30) et le corps du régulateur communique avec un second fluide à une pression (P2) par un conduit (21)j - La quatrième chambre (3) délimitée par la membrane (30) et le corps du régulateur communique avec un troisième fluide à une pression (P3) par un conduit (31), cette membrane (30) étant soumise à l'action d'un ressort (32) en appui sur une paroi fixe (33) du régulateur, d'une part, et étant solidaire des deux autres membranes (10, 20) par l'intermédiaire d'une tige (8), d'autre part. 2 - Régulateur de pression à membranes suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des pressions (P1), (P2) et (P3) est choisie parmi les pressions d'air (Pa) et (Pc) dans le collecteur respectivement en amont et en aval du papillon d'air du moteur et la pression atmosphérique (pats) 3 - Régulateur de pression à membranes suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les sections (Ai), (A2) et (A3) des membranes (10), (208 et (30) sont déterminées de manière à permettre une régulation de la forme Po = Pa + hi Pc + C1 ; #1 = Cte et C1 = Cte-de pression. 4 - Régulateur de pression à membranes suivant la revendication 2, caractérisé en ee que les sections (Ai), (A2) et (A3) des membranes (1G), (20) et (30) sont déterminées de manière à permettre une régulation de la forme Po = # 2 Pc + C2 ; 2 = Cte et C2 = Cte de pression.