Brevet FR2585074A1 — publié le 19870123

DISPOSITIF D' ALIMENTATION DE CARBURANT PAR INJECTION L'invention est relative à un dispositif d' alimentation de carburant par injection haute pression dit à pression constante. Pour 1' alimentation de carburant par injection haute pression dit à pression constante, le débit de carburant est fonction du temps d' ouverture de l'alimentation, de la section finale des injecteurs, et de la pression qui règne en amont de ces injecteurs. Il est donc indispensable qu il règne une pression constante pendant l'injection pour une condition de fonctionnement fixé du moteur. Pour cela on doit avoir dans le dispositif d' alimentation un organe générateur de débit, qui assure et garanti en amont de chaque injecteur du moteur, un niveau de pression constant. Une première solution pourrait être fournie par 1' utilisation d'un accumulateur de pression. Cependant cet accumulateur devrait être extrêmement robuste et coûteux afin de résister aux très hautes pressions éxigées dans 1' alimentation pour l'injection. Une autre solution pourrait être fournie par l'utilisation d' une pompe à piston à très haute pression du type classique, qui est muni d' une liaison mécanique constante avec la prise de mouvement. Du fait de I' architecture propre à ce type de pompe le prix de revient de ces organes est prohibitifs et entraîne un coût final de l'installation, qui ne peut etre admis pour l'application sur un véhicule. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d' alimentation de carburant par injection haute pression, qui associé des injecteurs du type électromagnétique à une pompe à haute pression, afin de générer une pression d'injection qui soit identique dans le temps dans tous les injecteurs. A cet effet, I' invention propose un dispositif d'alimentation de carburant par injection haute pression constituée d' un système d'injection dit à pression constante, qui comporte des moyens de production de débit muni d'une chambre, lesdits moyens de production de débit étant associé à un canal de distribution unique par rangée de cylindres du moteur. Ce canal de distribution unique alimente les injecteurs de chaque rangée, lesdits injecteurs étant du type électromagnétique. Les moyens de production de débit génère une pression dont la forme d' onde est identique dans le temps pour chacun desdits injecteurs. De plus les moyens de production de débit assurent une seule alimentation par injecteur, qui représente le volume de la chambre desdits moyens de production de débit. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de production de débit sont une pompe volumétrique alternative associée à des moyens de commande. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de commande sont constitués par un calculateur. Selon un mode de réalisation de l'invention, la pompe volumétrique alternative est montée directement sur une prise de mouvement du moteur. Selon un mode de réalisation de l'invention, la pompe volumétrique alternative est une pompe à débit variable qui a au moins un piston, et qui est libre de toutes liaisons mécanique continues avec la prise de mouvement. Selon un mode de réalisation de l'invention, la prise de mouvement du moteur est constituée par 1' arbre à came dudit moteur. Selon un mode de réalisation de l'invention, une came commandant ladite pompe alternative, est disposée à 1' extrémité de l'arbre à came du moteur. Cette came est située du côté du pignon de commande de 1' arbre à came. Cette came coopère avec la pompe volumétrique alternative, qui est disposée dans un carter monté sur le moteur. Selon un mode de réalisation de l'invention, la came est fixée dans le pignon de commande de 1' arbre à came à l' aide de vis. Selon un mode de réalisation de l'invention, la came et le pignon de commande de l'arbre à came forment une seule et même pièce mécanique. Le dispositif d'alimentation de carburant par injection haute pression selon l'invention présente ainsi l'avantage d' associer des injecteurs électromagnétiques à une pompe à piston à haute pression. Certe ladite pompe peut être disposée à un point quelconque pour sa prise de mouvement, - et peut utiliser notamment l' arbre à came du moteur. De plus le dispositif selon 1' invention permet d' associer à cet ensemble un système de commande du type calculateur, qui garantit de fournir pour chaque injecteur la même quantité de carburant, et cela avec une variation de pression, qui évolue de façon identique dans le temps. D' autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit des modes de réalisation donnés à titre d' exemple en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue schématique du dispositif d' alimentation de carburant par injection haute pression selon l'invention - la figure 2 représente la variation de pression en fonction du temps en différents points du dispositif représentés sur la figure 1 - la figure 3 est une coupe longitudinale partielle du moteur équipée de la pompe du dispositif de l'invention ; - la figure 4 est une vue partielle suivant IV de la figure 3 ;; - la figure 5 est une vue partielle de la figure 3, suivant un autre mode de réalisation - la figure 6 est une vue partielle de la figure 3 et semblable à la figure 5. On voit sur la figure 1 le schéma du dispositif d'alimentation de carburant par injection haute pression constitué d'un système d'injection dit à pression constante selon l' invention. Ce dispositif comporte des moyens de production de débit qui sont munis d'une chambre, et qui sont associes à un canal de distribution 8 unique par rangée de cylindre Dans le cas de la figure il y a six injecteurs référencés l, 2, 3, 4, 5, & Le dispositif pourrait s' anpliquer à un nombre quelconque n d' inJecteurx Ces moyens de production de débit génèrent une pression dont la forme d' onde soit identique dans le temps pour chacun desdits injecteurs.De plus les moyens de production de débit assurent une seule almentation par injecteur, qui représente le volume de la chambre desdits moyens de production de débit. Dans le cas de la figure 1 les moyens de production de dehX sont constitués par une pompe volumétrique alternative 7 qui aspire dans un réservoir de carburant 9 et qui alimente directement le canal de distribution 8 unique. Ce canal de distribution 8 alimente chacun des canaux desdits injecteurs, c' est-à-dire le canal il pour l'injecteur 1, le canai 12 pour l'injecteur 2, le canal 13 pour l'injecteur 3, le canal 14 pour l'injecteur 4, le canal 15 pour l'injecteur 5, et le canal 16 pour l'injecteur 6. La pompe volumétrique alternative 7 est associée â des moyens de commande qui, dans le cas de la figure 1, sont constitués par un calculateur 10. La pompe volumétrique alternative 7 est une pompe débit variable a Haut moins un piston, qui est libre de toutes liaisons mécaniques continues avec la prise de mouvement. La pompe à haute pression utilisée dans l'invention est ainsi une pompe dite à pression constante, c' est-à-dire que pendant l'injection pour une condition de fonctionnement fixé du moteur, la pompe permet de garantir à 1' amont de chaque injecteur pour un moteur à plusieurs cylindres, un niveau de pression de carburant constant. Dans un tel système d'injection, qui est aussi appelé système du type pression-ternps, le débit de carburant introduit dans le moteur est fonction du temps d' ouverture des injecteurs, de la section finale de chaque injecteur, et de la pression de carburant qui règne en amont du passage découvert par les injecteurs. Afin de faciliter la régulation électronique, qui pilote le temps d' ouverture de 1' organe électromagnétique de chaque injecteur, il faut que les temps de commande de ces injecteurs du moteur, pour une condition donnée du fonctionnemen dudit moteur, soient identiques. De plus pour assurer une parfaite stabilité de fonctionnement du moteur pour une condition donnée, il est indispensable que les quantités injectées de carburant soient sensiblement identiques, c' es-à-dire qu'il y ait un très faible écart entre tous les cylindres. Afin d' assurer toutes ces conditions, le dispositif d'alimentation de carburant selon l'invention doit garantir des pressions de carburant identique. Le dispositif selon l'invention permet de plus de régler électroniquement la pression d'injection de façon totalement indépendante de la quantité injectée de carburant, et de la vitesse du moteur. Cette caractéristique supplémentaire offerte par l'invention, permet de toujours adapter les pressions d'injection au meilleures conditions de combustion, et ceci dans tous les points de fonctionnement du moteur. Ce dernier aspect de I' invention permet d' obtenir les meilleurs compromis entre la consommation rninimale et une polution d'un niveau très faible tel que pour les fumées, les différentes émissions, et les particules que peut rejeter un moteur diesel. Le type de pompe à piston utilisé dans le dispositif de l'invention, permet de fournir des pressions supérieures à mille bars, qui sont nécessaires dans ce type d' alimentation en carburant. De plus cette pompe crée naturellement à chaque refoulement une onde de pression. Les injecteurs pendant Il injection créent chacun une des ondes de pression. Si l' on admet que la pression est stable, on peut facilement admettre que pour des injecteurs identiques, qui travaillent dans des mêmes conditions de fonctionnement, ladite pression qui s' établit dans chacun de ces injecteurs sera troublée de façon identique. Partant de ces faits, et toujours pour garantir des débits identiques dans chaque injecteur, il suffit que chacun des déséquilibres de pression soit identique à chaque injection. La pompe à haute pression 7 utilisée dans le dispositif de 1' invention, est donC la cause d' une onde de pression par injection. C' est-à-dire par exemple, que pour un moteur à six cylindres, il faut utiliser une pompe donnant six refoulements par cycle moteur ; ou pour un moteur à quatre cylindres, il faut utiliser une pompe donnant quatre refoulement par cycle moteur. Il est évident que le dispositif proposé par l'invention peut offrir de nombreuses combinaisons de la pompe à piston.Ainsi pour un moteur à six cylindres et à quatre temps, on peut prévoir une pompe à six pistons tournant à la moitié de la vitesse moteur, une pompe à trois pistons tournant à la vitesse moteur, une pompe à trois pistons et à deux refoulements par tour tournant à la moitié de la vitesse du moteur, une pompe à un piston à six refoulements par tour tournant à la moitié de la vitesse du moteur, ou bien encore une pompe à un piston à trois refoulements par tour tournant à la même vitesse que le moteur. On peut voir sur la figure 2 la variation des différentes pressions règnant en amont de chacun des injecteurs ainsi que la variation de la pression sur le canal unique d' alimentation 8. Sur la courbe A on voit la variation de la pression en amont de 1' injecteur 1 avec un signal de command Ei. Lorsque le signal E1 est donné la pression Pi après un temps d' amortissement s' établit à une valeur constante pendant toute la durée de ce signal. La courbe B montre la variation de la pression en amont d' un injecteur n en fonction de la valeur du signal de commande En. La pression Pn pendant que le signal En est envoyé varie de la même façon que la pression Pi dans l'injecteur 1. Le signal de commande dans le cas présent est un signal de commande de tension. Les courbes C représentent la variation de la pression dans le canal d'alimentation 8 cette pression P8 varie de la même façon pour chacun des signaux E1, E2, En. On peut voir sur la figure 3 un type de montage de la pompe volumétrique alternative 7 sur le moteur 17, où la prise de mouvement est constituée par l'arbre à came 18 du moteur 17. Cet arbre à came porte à son extrémité du côté de son pignon de commande 20, une came 19 qui coopère avec la pompe volumétrique alternative 7. Dans le cas de la figure 4 cette came comporte six lobes 26. Le mouvement est transmis par 1' arbre à came par l'intermédiaire des pignons de distribution 21 et 22. La pompe volumétrique alternative 7 est montée dans un carter 23, qui est fixée sur le moteur 17. Dans un premier mode de réalisation la came 19 est montée dans le pignon de commande 20 à a' l'aide de vis 24. Le pignon de commande 20 étant bloqué sur l'arbre à came 18 par un écrou 25. Dans un autre mode de réalisation, la came 19 et le pignon de commande 20 forment une seule et même pièce qui est bloquée sur I'arbre à came 18 par un cérou 25. REVENDICATIONS I. Dispositif d' alimentation de carburant par injection haute de pression constitué d' un système d'injection dit à pression constante, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de production de débit munis d' une chambre et associés à un canal de distribution (8) unique par rangée de cylindres, qui alimente les n injecteurs de chaque rangée de cylindres, lesdits injecteurs étant du type électromagnétique ; les moyens de production de débit générant une pression dont la forme d' onde soit identique dans le temps pour chacun desdits injecteurs, et assurant une seule alimentation par injecteur qui représente le volume de la chmabre desdits moyens de production de débit. 2. Dispositif d'alimentation de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de production de débit sont une pompe volumétrique alternative (7) associée à des moyens de commande. 3. Dispositif d' alimentation de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de commande sont un calculateur (10). 4. Dispositif d' alimentation de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pompe volumétrique alternative (7) est montée directement sur une prise de mouvement du moteur (17). 5. Dispositif d' alimentation de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que la pompe volumétrique alternative (7) est une pompe à débit variable à au moins un piston, qui est libre de toute liaison mécanique continue avec la prise de mouvement. 6. Dispositif d' alimentation de carburant selon la revendication 4, caractérisé en ce que la prise de mouvement du moteur (17) est l' arbre à cames (18). 7. Dispositif d'alimentation de carburant selon la revendication 6, caractérisée en ce que une came (19) est disposée à l' extrémité de l'arbre à cames (18) du côté du pignon de commande (20), ladite came (19) coopérant avec la pompe volumétrqiue alternative (7) qui est disposée dans un carter (23) fixé sur le moteur (17). 7). 8. Dispositif d'alimentation de carburant selon la revendication 7, caractérisé en ce que la came (19) est fixée dans le pignon de commande (20) à l' aide de vis (24). 9. Dispositif d' alimentation de carburant selon la revendication 7, caractérisé en ce que la came (19) et le pignon de commande (20) forment une seule et même pièce mécanique.