Brevet FR2590322A1 — publié le 19870522

La présente invention concerne un dispositif d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne, notamment un ensemble pompe-buse pour un moteur à injection et compression d'air, comportant un piston de pompe guidé dans un cylindre de pompe et entraîné par un arbre pourvu d'une came, ainsi qu'une chambre de tra- vail de pompe reliée à la buse par l'intermédiaire d'un canal de pression de carburant, un dispositif électroni- que de distribution en fonction de la vitesse de rotation et de la charge, qui comporte une soupape de commande pour influencer l'alimentation en carburant de la buse, avec en outre une roue à impulsions disposée sur le vilebrequin du moteur et comportant un nombre déterminé de dents pour le déclenchement d'une impulsion de com- mande, et une autre roue à impulsions comportant des repères formés par de nombreuses dents, de telle sorte que, après une impulsion de commande fournie par le vilebrequin, l'angle de rotation nécessaire pour une quantité définie d'injection soit établi par comptage d'impulsions de repérage, et que la soupape de commande, fermée à partir du début d'injection, soit ouverte. D'après la demande de brevet allemand n 32 24 769, il est connu de réaliser un dispositif d'injection de carburant de ce type dans lequel un dispositif électronique de commande, opérant en fonc- tion de la vitesse de rotation et de la charge, commande d'une part un organe électrique d'actionnement relié à la tige de régulation de l'ensemble pompe-buse, qui coopère avec un capteur de position pour permettre une régulation du début d'injection, et d'autre part une valve électromagnétique de distribution agencée comme une électrovalve à deux positions, qui est reliée par l'intermédiaire d'un canal d'alimentation à la chambre de travail de la pompe. Ici, la quantité de carburant à injecter est stockée au préalable par l'intermédiaire de la valve de distribution. Le piston de pompe est pourvu d'un bord de distribution qui commande, en fonction de la position du piston, l'orifice de distribution ménagé dans le cylindre de pompe pendant la course de compression, et qui commande ainsi le début de l'injection. L'extrémité de refoulement est commandée par ce qu'on appelle un pis- ton libre, coopérant avec le piston de pompe. L'invention a pour butde réaliser un dispositif d'injection de carburant comportant, dans la chambre de travail de la pompe, une entrée et une sortie qui sont commandées par un dispositif électronique de distribu- tion actionné par électrovalve de façon à permettre, en plus d'une commande exacte du début d'injection, égale- ment une commande exacte de la quantité injectée. Le problème est résolu en ce que le nombre de dents de la roue à impulsions disposée sur le vilebrequin est égal, dans le cas d'un moteur comportant un nombre pair de cylindres, à la moitié du nombre de cylindres, et en ce que la roue à impulsions, déterminant le début de l'injection et ensuite l'injection nécessaire pour la quantité désirée d'injection, est montée sur l'arbre qui constitue simultanément l'arbre à cames commandant les soupapes de distribution du moteur. Selon une autre particularité du dispositif conforme à l'invention, la roue à impulsions disposée sur le vilebrequin est pourvue d'un nombre de dents correspondant au nombre impair des cylindres du moteur, et la roue à impulsions déterminant le début d'injection et ensuite l'injection nécessaire pour la quantité désirée d'injection, est associée à un arbre qui cons- titue simultanément l'arbre à cames commandant les soupapes de distribution du moteur, la roue à impulsions pourvue d'un système de repérage constitué par de nom- breuses dents o est formé un intervalle interdents d'orientation, à l'aide duquel il est possible, par suppression de chaque seconde impulsion de commande provenant du vilebrequin, de sélectionner à chaque fois des impulsions de commande du début d'injection qui sont voisines de l'instant d'injection désiré. Le dispositif d'injection de carburant conforme à l'invention présente l'avantage qu'aussi bien la quan- tité injectée que le début d'injection sont commandés au moyen d'une seule soupape de distribution. Le début d'in- jection doit, pour des raisons thermodynamiques, être défini en relation avec la position du piston du moteur par rapport à son point mort haut, cette position étant associée à une position déterminée du vilebrequin. Par la combinaison particulière consistant notamment à commander la quantité injectée par l'arbre à cames et le début d'injection par le vilebrequin, on exclut des erreurs inadmissibles. Une commande de la quantité injectée au moyen du vilebrequin, qui est connue en soi, et une commande du début d'injection au moyen de l'arbre à cames seraient trop imprécises, à cause de l'élasticité de la liaison d'entraînement entre l'arbre à cames et le vilebrequin, et à cause des oscillations angulaires importantes possibles en résultant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: La Figure 1 est une représentation schématique du dispositif d'injection de carburant conforme à l'inven- tion pour un moteur comportant un nombre pair de cylindres, La Figure 2 représente une partie du dispositif d'injection de carburant comportant une entrée et une sor- tie, commandées par électrovalve, dans la chambre de travail de pompe de l'ensemble pompe-buse, La Figure 3 représente un autre mode de réalisa- tion du dispositif d'injection de carburant pour un moteur comportant un nombre impair de cylindres. Le dispositif d'injection de carburant 1 conforme à l'invention et représenté sur les Figures 1 et 2 pour un moteur à injection et à compression d'air comporte un ensemble pompe-buse désigné par 2, et pourvu d'une soupape de distribution 3 actionnée électromagnétiquement, consti- tuée par une électrovalve à deux positions ou une électro- valve à 2/2 voies, qui peut être actionnée par un dispositif électronique de commande 4 en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur, de telle sorte que le début d'injection et la quantité injectées soient commandés simplement par cette unique électrovalve à 2/2 voies. Pour la commande de cette valve 3, il est prévu pour le début d'injection une roue à impulsions 5 montée sur le vilebrequin 6 du moteur, et dont le nombre de dents 7 est égal à la moitié du nombre pair de cylin- dres du moteur (ici un moteur à quatre cylindres) repré- senté sur la Figure 1, car le vilebrequin 6 tourne, du fait du rapport de transmission, à une vitesse de rotation qui est double de celle de l'arbre à cames 10. L'injection de carburant est effectuée directe- ment lors de la course de refoulement du piston de pompe 12 (Figure 2), lequel est guidé en translation axiale dans le cylindre de pompe 8 et entraîné par une came 9 de l'arbre à cames 10 par l'intermédiaire d'un culbuteur 11. La course de refoulement est en relation avec l'angle de rotation de l'arbre à cames 10 par l'intermédiaire de la forme de la came 9 et, pendant la course de refoule- ment, l'électrovalve 3 à 2/2 voies se trouve pratiquement en position de fermeture. La quantité injectée est déterminée par une roue à impulsions 13 disposée sur l'arbre à cames 10, et qui est pourvue de repères 14 constitués par des nombreuses dents, dont le nombre doit avantageusement être un multiple entier du nombre de cylindres. L'exemple de réalisation de la Figure 3 correspond dans une large mesure à celui de la Figure 1 mais cependant le dispositif d'injection de carburant est prévu pour un moteur comportant un nombre impair de cylindres, à savoir dans ce cas un-moteur à cinq cylindres; il est dans ce cas prévu, sur la roue à impulsions 5 du vilebrequin un ensemble de cinq dents 7, et sur la roue à impulsions 13 de l'arbre à cames un ensemble de dents 14 avec un intervalle interdents d'orientation 15 qui, dans le cas de moteurs ayant un nombre impair de cylindres, est nécessaire pour l'injection de carburant en vue d'une association correcte de l'ensemble pompe-buse 2 avec les cylindres correspondants. Le mode de fonctionnement du dispositif d'injection de carburant de la Figure 1 est le suivant: lors du déclenchement d'une impulsion de com- mande à partir du vilebrequin 6, le début désiré d'injec- tion se produit par fermeture de l'électrovalve 3 au bout d'un temps de retard qui est déterminé dans l'appareil de commande 4 en correspondance à des abaques caractéris- tiques. L'impulsion de commande provenant du vilebre- quin définit ainsi initialement et temporellement le début d'injection désiré et, en même temps que le début d'injection, par comptage des impulsions provenant de l'arbre à cames, l'angle de rotation de l'arbre à cames , nécessaire pour la quantité injectée désirée, est déterminé, et ensuite l'électrovalve 3 à 2/2 voies est ouverte. La quantité d'injection désirée est déterminée ici en fonction de la demande du conducteur (en fonction de la charge), ainsi que d'autres paramètres de fonction- nement, par exemple la température, etc., qui sont appliques comme signaux d'entrée a, b, au dispositif électronique de commande et elle est convertie, en même temps que les signaux produits à partir des impulsions provenant de la roue de l'arbre à cames et de la roue du vilebrequin, en un signal de sortie servant à com- mander l'électrovalve 3 à 2/2 voies. Le dispositif d'injection de carburant de la Figure 3 ainsi que son mode de fonctionnement se diffé- rencient de ceux de la Figure 1 par le fait que, dans le cas d'un moteur ayant un nombre impair de cylindres, il doit comporter un intervalle d'orientation 15 servant de repérage de sortie sur la roue à impulsions 14 de l'arbre à cames ainsi qu'un nombre de dents, correspondant au nombre de cylindres du moteur, sur la roue à impulsions du vilebrequin. Du fait qu'obligatoirement pendant un cycle de fonctionnement de la roue à impulsions du vilebrequin, il se produit deux fois plus d'impulsions de commande que le nombre de cylindres ou le nombre d'injections, il faut sélectionner, par suppression de chaque seconde impulsion produite par la roue à impul- sions 5 du vilebrequin, les impulsions situées respec- tivement au voisinage de l'instant d'injection désiré. Ce problème est résolu par le fait que, à partir de l'impulsion correspondant à l'intervalle interdents d'orientation 15, l'impulsion suivante produite par la roue à impulsions 5 du vilebrequin est utilisée pour le début d'injection retardé dans le temps. A l'instant de ce début d'injection commence simultanément le comp- tage des impulsions sur la roue à impulsions de l'arbre à cames, dont le nombre est fonction du signal de charge correspondant et constitue une mesure de la quantité d'injection. Pour éviter des erreurs de quantités d'injec- tion produites par des oscillations angulaires, pour lesquelles la came d'injection peut prendre différentes positions par rapport au vilebrequin, on peut disposer sur la roue à impulsions 13 de l'arbre à cames des intervalles interdents d'orientation correspondant au nombre de cylindres du moteur. Dans ce cas, ces inter- valles d'orientation sont chacun disposés dans la même position par rapport aux différentes cames d'injection. Le dispositif électronique de commande peut alors déterminer, indépendamment de la position dans laquelle le came se trouve par suite d'oscillations angulaires par rapport au vilebrequin, en quelle position doit s'effectuer le début d'injection et elle peut détermi- ner exactement, par l'intermédiaire de la courbe course de came/angle de rotation qui est enregistrée dans le dispositif de commande, la quantité d'injection ou la fin d'injection par le choix d'un angle d'injection corrigé. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne notamment un ensemble pompe- buse pour un moteur à injection etcompression d'air, comportant un piston de pompe guidé dans un cylindre de pompe et entraîné par un arbre pourvu d'une came, ainsi qu'une chambre de travail de pompe reliée à la buse par l'intermédiaire d'un canal de pression de carburant, un dispositif électronique de distribution en fonction de la vitesse de rotation et de la charge, qui comporte une soupape de commande pour influencer l'alimentation en carburant de la buse, avec en outre une roue à impulsions disposée sur le vilebrequin du moteur et comportant un nombre déterminé de dents pour le déclenchement d'une impulsion de commande, et une autre roue à impulsions comportant des repères formés par de nombreuses dents, de telle sorte que, après une impulsion de commande fournie par le vilebrequin, l'angle de rotation néces- saire pour une quantité définie d'injection soit établi par comptage d'impulsions de repérage, et que la soupape de commande, fermée à partir du début d'injection, soit ouverte, caractérise en ce que le nombre de dents de la roue à impulsions (5) disposée sur le vilebrequin (6) est égal, dans le cas d'un moteur comportant un nombre pair de cylindres, à la moitié du nombre de cylindres, et en ce que la roue à impulsions (13), déterminant le début d'injection et ensuite l'injection nécessaire pour la quantité désirée d'injection, est montée sur l'arbre qui constitue simultanément l'arbre à cames (10) comman- dant les soupapes de distribution du moteur. 2S90322 2.- Dispositif d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne, notamment un ensemble pompe-buse pour un moteur à injection et compression d'air, comportant un piston de pompe guidé dans un cylindre de pompe et entraîné par un arbre pourvu d'une came ainsi qu'une chambre de travail de pompe reliée à la buse par l'intermédiaire d'un canal de pression de carburant, un dispositif électronique de distribution en fonction de la vitesse de rotation et de la charge, qui comporte une soupape de commande pour influencer l'alimentation en carburant de la buse, avec en outre une roue à impulsions disposée sur le vilebrequin du moteur et comportant un nombre déterminé de dents pour le déclenchement d'une impulsion de commande, et une autre roue à impulsions comportant des repères formés par de nombreuses dents, de telle sorte que, après une impulsion de commande fournie par le vilebrequin, l'angle de rotation nécessaire pour une quantité définie d'injection soit établi par comptage d'impulsions de repérage et la soupape de commande, fermée à partir du début d'injection, soit ouverte, caractérisé en ce que la roue à impulsions (5) disposée sur le vilebrequin (6) est pourvue d'un nombre de dents correspondant au nombre impair des cylindres du moteur, et en ce que la roue à impulsions (13) détermi- nant le début d'injection et ensuite l'injection néces- saire pour la quantité désirée d'injection, est montée sur un arbre qui constitue simultanément l'arbre à cames (10) commandant les soupapes de distribution du moteur, la roue à impulsions (13) pourvue de repères (14) constitués par de nombreuses dents et comportant un intervalle interdents d'orientation (15), à l'aide duquel, et avec suppression de chaque seconde impulsion de commande provenant du vilebrequin, il est possible de sélectionner à chaque fois des impulsions de commande du début d'injection qui sont placées au voisinage de l'ins- tant d'injection désiré. a