Brevet FR2569443A1 — publié le 19860228

La présente invention se rapporte à un régulateur de pression pour moteur à combustion interne à surcompresseur pour suralimentation. Les régulateurs à pression constante sont utiliséa depuis assez longtemps dans les systèmes d'alimentation en carburant. Mais, si un moteur est alimenté en air à une pres- sion supérieure à la pression atmosphérique, un régulateur courant de pression ne fournit pas toujours le carburant sous une pression correspondant à cet air de plus grande densité. La présente invention a pour objet un régulateur depression pour circuit d'alimentation, pouvant être utilisé avec des surcompresseurs ou des turbocompresseurs qui augmentent la pression, et par conséquent la densité, de l'air qui est fourni au moteur pour être mélangé au carburant. Comme les appareils destinés à augmenter la pression de l'air sont ordinairement entrainés par le moteur lui-même, leur vitesse et donc leur efficacité augmentent avec la vitesse de ce. moteur. Bien entendu, plus la pression de l'air fourni au 2O moteur est. élevée, plus celle du carburant doit être élevée pour qu'il puisse être introduit dans le circuit de carbura- tion en quantité suffisante pour produire le mélange air- carburant correct. Dans les circuits d'injection de carburant, la durée d'ouverture de la soupape d'injection peut varier avec la vitesse et dans certaines conditions de charge. Mais il ne suffit pas d'augmenter simplement la pression du carburant dans la même proportion que la pression de l'air. Il faut augmenter cette pression du carburant dans une plus grande proprortion afin qu'une quantité suffisante de ce carburant soit bien délivrée pendant la période-d'ouverture de la sou- pape d'injection de façon à correspondre à l'augmentation de la densité de l'air admis. La présente invention concerne un régulateur de la pression d'un carburant, qui est destiné à compenser une aug- mentation de la pression et de la densité de l'air d'admis- sion et qui fournit la quantité de carburant nécessaire pour donner un mélange carburant-air efficace. Le régulateur de pression selon l'invention comprend un corps comportant un passage d'entrée du carburant et un passage de dérivation pour ce carburant; un organe obtura- teur disposé entre ces passages de manière à ouvrir et fer- mer le passage de dérivation; une première membrane qui réagit à l'action du carburant sous pression de manière à commander cet organe obturateur; un ressort qui sollicite ce dernier à sa position de fermeture; et une seconde mem- brane qui réagit à l'action de l'air surcomprimé de manière à solliciter aussi l'organe obturateur à sa position de fer- meture, la surface utile, agissant sur l'obturateur, de cette seconde membrane étant beaucoup plus grande que celle de la première membrane. L'invention sera décrite de manière plus détaillée à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du dessin annexé, dont la figure unique est une coupe verticale d'un régulateur de pression selon l'invention. Ce régulateur est représenté monté dans un circuit figuré schématiquement et comprenant une pompe P à carburant, un surcompresseur S et son filtre F à air et un corps de diffuseur ou carburateur C monté sur un moteur M. La ten- dance actuelle dans la construction automobile est de conce- voir des moteurs à grand rendement qui comportent des pompes à carburant destinées à délivrer ce carburant sous pression à un système d'injection. Il y a aussi des appareils desti- nés à augmenter la pression et la densité de l'air à intro- duire dans le moteur. C'est un surcompresseur, entraîné par le moteur du véhicule, ou un turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement, qui augmente cette pression de l'air. Il est évident que, plus la vitesse du moteur est élevée, plus sont élevées la pression et la densité de l'air délivré au carburateur. Dans la présente description, le terme "sur- compresseur" inclut aussi le cas d'un turbocompresseur. Le régulateur de pression qui va être décrit est des- tiné à être monté entre la pompe à carburant et le corps du carburateur ou diffuseur, et l'air surcomprimé est déli- vré en un point situé entre le surcompresseur et l'entrée d'air de ce corps de carburateur. Le régulateur de pression 10,représenti sur la figure unique annexée1comporte un corps en trois parties, qui sont un boîtier inférieur 12, une plaque intermédiaire 14 et un boîtier supérieur 16. Des vis ou boulons, traver- sant ces parties, les maintiennent assemblées. Le boîtier inférieur 12 est une pièce à surface plane comportant une ouverture 20 d'entrée de carburant à passage radial 22 débouchant dans une chambre annulaire 24, dans laquelle se trouve une petite tourelle 26, à canal central 28 débouchant dans un passage 30 qui présente une partie taraudée de raccordement à une tubulure de retour de carbu- rant aboutissant au réservoir R de carburant du véhicule. La face supérieure de la tourelle 26 est plane et comporte deux sièges de membrane formés par une gorge annu- laire 40 réalisée dans un siège annulaire 41. Cette gorge communique avec le passage 30 par des canaux 42. Une première membrane 44 est posée sur la face supé- rieure plane du boîtier inférieur 12. Elle est disposée entre ce boîtier 12 et la plaque intermédiaire 14. Cette dernière comporte un large évidement conique 46, communi- quant avec la membrane et s'élargissant en 48. Une membrane est disposée sur la surface supérieure plane de la plaque 14. Une plaque de retenue, ou plaque d'obturation 51, est disposée entre ces membranes 44 et 50. La face supérieure de cette plaque d'obturation 51 présente aussi une cavité centrale qui sert de logement à un disque 52 constituant un siège de ressort et formant une cuvette qui s'ajuste dans cette cavité. Le rebord annulaire de ce disque 52 est appli- qué contre la périphérie interne de la cavité de la membrane 50. Le boitier supérieur 16 est monté sur la membrane et comporte une chambre 60 qui fait face à cette membrane. Cette chambre présente au milieu une partie plus haute, formée dans un dôme 62 qui contient un bouchon fileté 64 réglable,à protubérance conique destinée à se loger dans une dépression conique d'un siège 66 de ressort. Une rondel- le élastique 68 ferme le dôme 62 en obturant hermétiquement son ouverture et en empêchant de toucher au bouton de ré- glage. La partie de la chambre 60 située dans le dôme 62 loge un ressort de compression 70, qui s'appuie contre le disque 52 et contre le siège 66. Elle communique aussi avec un raccord latéral 72 par un orifice calibré 739 laissant pas- ser l'air qui a été comprimé dans l'organe S de compression d'air, qui est un surcompresseur ou turbocompresseur. La surface utile de la membrane 50 est de préférence égale à environ trois à quatre fois celle de la membrane 44. fOn voit aussi sur la figure un passage 80 d'échappement de l'air, dont la section utile est réglée par le pointeau 82 d'un bouchon fileté 84. Un canal d'échappement 86 communique avec un raccord 88 qui est relié au filtre F à air du cir- cuit de carburation, en amont du turbocompresseur. On remarquera que le rebord du disque 52 d'appui du ressort applique la partie centrale de la membrane 50 contre la plaque d'obturation 51. La partie en cuvette de ce disque pénètre dans la cavité de cette plaque 51, ce qui centre le disque. Le siège du ressort 70 se trouve donc bien en- dessous de la face supérieure de la plaque 51, ce qui rend l'ensemble stable et réduit la tendance au basculement. Quand la forme de réalisation représentée sur la figure annexée est mise en service, la poussée du carburant refoulé par la pompe S agit sur la membrane 44 à l'empla- cement de la chambre annulaire 24, en soulevant cette mem- brane 44,et la plaque d'obturation 51 laisse passer du car- burant dans le passage 30 menant au réservoir. La poussée de l'air comprimé que le turbocompresseur refoule dans le raccnrd 72 et qui passe par l'orifice calibré 73 agit sur la membrane 50 au-dessus de la plaque d'obturation 51. On règle d'abord le bandage du ressort 70 au moyen du bouchon fileté 64, de façon que le carburant ait dans la chambre 24 la pression désirée quand l'air de la chambre 60 est à la pression atmosphérique. Puis on envoie de l'air comprimé dans le raccord latéral 72 et on règle le pointeau 82 de façon à donner au carburant de la chambre 24 la surpression désirée. Si, par exemple la pression de l'air de suralimenCa- tion est égale à environ 69 kPa, on règle la pressi.L du carburant à une valeur plus grande, par exempleune pression supérieure de 207 kPa environ à celle qu'il avait pour l'air à la pression ambiante. Une fois qu'il a été ajusté, le régulateur établit un rapport défini. Sijpar exemplella pression de l'air de suralimentation est portée à environ 76 kPa, le carburant sera fourni à une pression supérieure d'environ 227,5 kPa à celle qu'il avait avec l'air à la pression atmosphérique, et inversement. Si l'on désire un rapport égal à 2,5/i on peut aussi l'obtenir par réglage du pointeau 82. Après cet ajustement, le régulateur est prêt à fonc- tionner. Le rapport entre la surface utile de la membrane et celle de la membrane 44 est déterminé de manière à être d'environ trois ou quatre pour un. Le résultat est qu'il est possible (en réglant le pointeau 82) de régler la pression du carburant délivré à l'injecteur I par une tubulure 100 de façon que le rapport de l'augmentation de pression de ce carburant à l'augmentation de la pression de l'air de suralimentation soit compris dans une plage allant de presque 1/1 à 4/1. Cela dépend du mode de fonc- tionnement de l'injecteur. Dans la plupart des cas, le régu- lateur est utilisable lorsque l'injecteur fournit le carbu- rant à un carburateur ou corps de diffuseur qui alimente plusieurs cylindres. On notera que, outre la plage de rapports que permet d'obtenir la structure à deux membranes, la seconde membrane sert aussi à centrer la plaque d'obturation 51 sur son siège. Il va de soi qu'il est possible, sans s'écarter du domaine de l'invention, d'apporter diverses modifications au régulateur de pression représenté et décrit. REVENDICATIONS 1. Régulateur (10) de pression pour système d'alimen- tation en carburant d'un moteur (M) à combustion initine, système qui comprend une source (P) de carburant sous pres- sion,. un circuit d'introduction de ce carburant dans le moteur et un surcompresseur (S) de l'air fourni à ce circuit, ce régulateur comportant des organes qui réagissent à la poussée du carburant sous pression provenant de la source et à la poussée de l'air comprimé par le surcompresseur de manière à établir entre les pressions de ce carburant et de cet air un certain rapport, de façon à compenser l'augmenta- tion de densité de l'air sous l'effet de sa compression, régulateur caractérisé en ce qu'il comprend 1) un corps (12,14,16) comportant un passage (20) d'entrée du carburant et un passage (30) de dérivation pour ce carburant; 2) un organe obturateur (51) qui est disposé entre ces passages d'entrée (20) et de dérivation (30) et est des- tiné à ouvrir et fermer ce dernier passage (30); 3) une première membrane (44), qui réagit à la poussée de carburant sous pression en commandant cet organe obtura- teur; 4) un organe élastique (70),qui sollicite l'organe obturateur à sa position de fermeture; et 5) une seconde membrane (50), qui est disposée dans le corps (16) et qui réagit à la poussée de l'air de surali- mentation de façon à solliciter l'organe obturateur (51) dans le même sens que cet organe élastique (70), les surfaces utiles, agissant sur l'organe obtura- teur, de ces membranes (44,50) étant dans un rapport tel que la surface utile de la seconde membrane (50) soit sensi- blement plus grande que la surface utile de la première mem- brane (44). 2. Régulateur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (16) contient un passage de dérivation (80,86) à section réglable, destiné à régler la proportion de l'air surcomprimé qui agit sur la seconde mem- brane (50). 3. Régulateur (10) de pression pour système d'alimen- tation en carburant d'un moteur (M) à combustion interne, système qui comprend une source (P) de carburant sous pression, un circuit destiné à introduire ce carburant dans le moteur et un surcompresseur (S) de l'air fourni à ce circuit, ce régulateur comportant des organes qui réagissent à la poussée du carburant sous pression provenant de la- source et à la poussée de l'air comprimé fourni par le sur- compresseur, de manière à établir un rapport entre les pre- sions de ce carburant et de cet air, de façon à compenser l'augmentation de la densité de l'air sous l'effet de sa compression, régulateur caractérisé en ce qu'il comprend 1) un organe obturateur (51)j destiné à dériver une partie du carburant sous pression provenant de la source (P); 2) une première membrane (44),qui agit sur cet organe obturateur de façon à l'ouvrir sous l'effet de la poussée du carburant sous pression; et 3) une seconde membrane (50), qui agit sur cet organ- obturateur de façon à le fermer sous l'effet de la poussée de l'air surcomprimé, une chambre de commande (60) étant adjacente à cette seconde membrane, un orifice calibré (73) laissant pénétrer l'air comprimé dans cette chambre, les surfaces utiles, réagissant aux poussées, de ces membranes étant dans un rapport tel que la surface utile de la secon- de membrane (50) soit beaucoup plus grande que- la surface utile de la premiere membrane (44), et un passage de section réglable (80,82,84,86) d'échappement de l'air partant de ladite chambre (60) de façon à permettre d'ajuster ce rap- port des surfaces utiles pour l'adapter à un système d'ali- mentation particulier. 4. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe obturateur (51) du passage de dérivation du carburant est disposé entre les première (-44) et (50) membranes et présen- te une partie creuse sur son côté tourné vers la seconde membrane (50), une cuvette (52) de retenue comportant un rebord qui recouvre la partie centrale de cette seconde mem- brane en appliquant celle-ci contre l'organe obturateur et sa partie en cuvette étant ajustée dans la partie creuse de ladite seconde membrane, et un ressort hélicoidal (70) logé dans cette cuvette sollicitant cette seconde membrane dans le sens qui lui fait fermer l'organe obturateur.(51). 5. Régulateur de pression pour système d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne, système qui comprend un réservoir (R) de carburant, une source de carbu- rant sous pression, une source (S) d'air à une pression supé- rieure à la pression (P) atmosphérique et un circuit d'intro- duction du carburant et de l'air dans le moteur, régulateur caractérisé en ce qu'il comprend 1) un corps (12,14,16), contenant un jeu de membranes (44,50) qui réagissent à la poussée du carburant et de l'air sous pression; 2) un organe obturateur (51) de réglage du débit du carburant, qui réagit aux mouvements de ces membranes en. s'ouvrant et en renvoyant une partie de ce carburant au réser- voir; 3) des passages (20,22),qui conduisent le carburant, de la source à un côté du jeu de membranes; - 4) un passage (72,73), qui fait passer l'air comprimé dans une chambre (60) formée dans le corps (16) de l'autre côté du jeu de membranes; ) des canaux (80,86), percés dans le corps (16) de cet autre côté du jeu de membranes et destinés à laisser échapper l'air; et 6) un organe réglable (82,84),disposé dans ces canaux et destiné à régler la quantité d'air comprimé contenue dans la chambre (60) et agissant sur ledit autre côté du jeu de membranes.