Brevet FR2554173A1 — publié le 19850503

DISPOSITIF D'INJECTION PILOTE POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE La présente invention se rapporte à un dispositif d'injection pilote pour un moteur à combustion interne du type procurant une pré-injection de la charge de combustible très tôt dans le cycles avec une faible quantité et une durée d'injection petite par rap port au délai d'auto-inflammation du combustible, et une injection principale du complément de charge dans un milieu plus chaud et plus comprimé. L'injection pilote permet un allumage du combustible d'injection principale presque sans délai d1 allumage. Il en résulte une combustion plus progressive, un front de pression plus doux dans la chambre de combustion, et une amélioration du rendement thermique alliée à une réduction du bruit émis par le moteur principalement au voisinage du ralenti. Ce type d'injection permet ainsi de se libérer des contraintes relatives à un taux d'introduction qui doit normalement rester au-dessous d'un seuil donné pour un niveau limite de bruit. De nombreux mécanismes générarement compliqués ont: été conçus pour assurer cette injection en deux phases. La présente invention propose un dispositif d1 injection courammentb pilote directement dérivé des dispositifs d'injection/utilisés, et dont les moyens supplémentaires pour obtenir cette pré-injection se révèlent d'une mise en oeuvre particulièrement facile et éco- nomique. Ce dispositif d'injection pilote conforme à l'invention est du type comprenant une chambre de génération de la haute pression délimitée dans une chenu se et dont le volume est modifié par le déplacement continu et alternatif entre deux positions de point mort haut et bas, d'un piston obturant au cours de son déplacement vers le point mort haut au moins un orifice d'arrivée de combustible dans cette chambre ainsi reliée à une source de combustible de basse pression, pour refouler le combustible hors de cette chambre vers un injecteur associé à un cylindre de moteur à combustion interne, ce piston présentant des moyens pour déterminer le début et la fin du refoulement de combustible. Suivant une particularité avantageuse de l'invention, ce piston comporte au moins un perçage supplémentaire qui débouche sur sa paroi latérale d'une part, et dans cette chambre haute pression d'autre part 5 ce perçage est de plus susceptible de venir en coincidence avec un perçage de cette chemise débouchant à l'intérieur de celle-ci et relié à cette source de basse pres sion, pour interrompre à un instant prédéterminé et pendant une durée de temps- prédéterminée après l'obturation des orifices d'arrivée de combustible, le refoulement du combustible vers un injecteur correspondant. Ces moyens supplémentaires s'appliquent aux pompes d'in jection à éléments en ligne, aux pompes d'injection à distributeur rotatif et aux injecteurs-pompes. L'invention sera mieux comprise au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple nullement limitatif pour illustrer Sun mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels - la figure l représente une vue schématique en coupe longitu dinale et axiale d'un dispositif d'injection conforme à l'inveation et destiné à un moteur monocylindre à combustion interne ;; - la figure 2 représente une vue schématique du dispositif précé dent en coupe transversale suivant la ligne 2-2 - la figure 3 représente deux trajectoires t et td d'un trou sur la paroi latérale d'un piston d'injection, obtenues 0 à partir de la variation de la position angulairegdu vilebrequin en fonction de la course axiale x du piston d'injection ; et - la figure 4 représente deux courbes de variation d'une levée d'aiguille d'injecteur h en fonction de la position du piston du moteur, exprimée en position angulaire zW du vilebrequin, courbe illustrant le refoulement du combustible. Les figures l et 2 montrent schématiquement un dispositif d'injection type pour un moteur monocylindre à combustion interne ce dispositif comprend notamment un piston 2 animé d'un mouvement alternatif et continu à l'intérieur d'une chemise 4 entre une position de point mort bas et une position de point mort haut. Ce piston est en contact par sa tête 6 avec une chambre de génération de la haute pression 8 délimitée à l'intérieur de cette chemise 4 et dont le volume est rendu variable par le déplacement du piston 2. Au moins un orifice d'arrivée 10 de combustible débouche dans cette chambre 8 de manière à permettre le remplissage de celle-ci lorsque le piston 2 occupe sa position de point mort bas. Cet orifice 10 relie donc la chambre 8 à une source de combustible de basse pression.Le piston 2 obture au cours de son déplacement vers sa position de point mort haut l'orifice 10 de façon à refouler le combustible hors de la chambre 8 vers un injecteur non représenté, associé au cylindre du moteur. Le piston présente par ailleurs des moyens connus en soi pour déterminer le début et la fin du refoulement de combustible. Conformément à l'invention, le piston 2 comporte un perçage supplémentaire 12 (cas d'un monocylindre) qui débouche sur sa paroi latérale d'une part, et dans la chambre haute pression 8 d'autre part, par exemple axialement sur les figures l et 2. Le perçage supplémentaire 12 est susceptible de venir en coincidence avec un perçage 14 réalisé dans la chemise 4 où elle débouche en étant relié à la source de combustible de basse pression En référence aux figures 3 et 4, le dispositif d'injection précédemment décrit fonctionne de la manière suivante Chaque point géométrique de la périphérie du piston 2 décrit une trajectoire répétitive t semblable à celle représentée à la figure 3Jcorrespondant au trou de perçage 12. Sa position peut être ainsi repérée par son abscisse curviligne s Pour la majorité des dispositid'injection à phase unique, l'injection se déroule en une seule fois de so à sl. Dans une pompe d'injection conforme à l'invention, la pré-injection se produit de so à sti, l'aiguille dtinjecteur reposant sur son siège en position de fermeture de s'l à s'2, et l'injection principale a lieu de s'2 à s2. L'espace créé entre les deux phases d'injection est occasionné par une décharge pilotée du débit d'injection vers l'intérieur de la pompe plutôt que vers l'injecteur considéré Ce phénomène se répète bien sûr pour chacun des cylindres d'un moteur à n cylindres, cas où le piston d'injection 2 présente n trous supplémentaires. Deux phases de refoulement I et II de combustible hors de la chambre 8 sont illustrées sur la figure 4 où le début M de la pré-injection I peut être déclenché-à un instant correspondant à un angle de rotation C4 (M) du vilebrequin avant le point mort haut du piston du cylindre, pour un régime de ralenti à faible charge du moteur oil il s'avère utile de réduire le bruit émis. L'invention fournit de façon avantageuse la possibilité de n'appliquer l'injection pilote que pour des conditions de fonctionnement du moteur désirées ; en effet, on peut éliminer aisément la pré-injection en déplaçant le piston 2 par rapport à la chemise 4 de manière à lui faire décrire une trajectoire relative décalée td sans colncidence des trous 12 et 14 (cf. figure 3), ce qui se retrouve aussi sur la courbe c de la figure 4 correspondant à un régime élevé du moteur à pleine charge. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. C'est le cas notamment des systèmes d'injection qui comportent un piston distributeur ne générant pas une haute pression. Ce piston peut donc recevoir comme précédemment, au moins un perçage supplémentaire en communication avec la chambre de haute pression, et susceptible de venir temporairement en coîncidence au cours de la phase d'injection, avec un orifice de décharge associé, réalisé dans la chemise du piston distributeur et relié à la source de basse pression. REVENDICATIONS. 1. Dispositif d'injection pilote de combustible pour un moteur à combustion interne, du type comprenant une chambre de génération de la haute pression délimitée dans une chemise et dont le volume est modifié par le déplacement continu et alternatif entre deux positions de point mort haut et bas, d'un piston obturant au cours de son déplacement vers le point mort haut au moins un orifice d'arrivée de combustible dans cette chambre ainsi reliée à une source de combustible de basse pression, pour refouler le combustible hors de cette chambre vers un injecteur associé à un cylindre de ce moteur, ledit piston présentant des moyens pour déterminer le début et la fin du refoulement de combustible, caractérisé en ce que ce-piston (2) comporte au moins un perçage supplémentaire (12) qui débouche sur sa paroi latérale d'une part, et dans cette chambre haute pression (8) d'autre part, et en ce que ce perçage (12) est susceptible de venir en coincidence avec un perçage (14) de cette chemise (4) débouchant à l'intérieur de celle-ci et relié à cette source de basse pression, pour interrompre à un instant prédéterminé et pendant une durée de temps prédéterminée apres l'obturation d'au moins un orifice d'arrivée de combustible, le refoulement du combustible vers un injecteur correspondant.