Brevet FR2649162A1 — publié le 19910104

La présente invention concerne un dispositif de mesure de processus d'injection et de quantités d'injec- tion d'un système d'injection de carburant conçu pour des moteurs à combustion interne à compression d'air, compor- tant un système de mesure rempli de carburant, dans lequel est déterminée la quantité de carburant sortant d'un injec- teur. Pour une mesure des processus d'injection ou des quantités d'injection de systèmes d'injection de carburant, il est connu de capter le carburant sortant de l'injecteur dans un tube de mesure ou dans un cylindre de mesure pourvu d'un piston effaçable, le tube de mesure et le cylindre de mesure étant remplis complètement de carburant. Lors de l'utilisation d'un tube de mesure, on utilise comme signal de mesure l'amplitude de pression de l'onde de fluide activée par l'injection. A cet égard, l'amplitude de pres- sion est proportionnelle au courant volumique injecté. Lors de l'utilisation d'un cylindre de mesure, le mouvement du piston effaçable délimitant la chambre de mesure pro- duit le signal de mesure. D'après le document DE-31 39 831 C2, il est connu un dispositif de mesure de ce genre à l'aide duquel on mesure, dans le cas d'injections successives, le mouvement d'effacement du piston effaçable dans la chambre de mesure. La course de recul effectuée par le piston effa- çable est alors directement proportionnelle à la quantit de carburant injectée. La course du piston effaçable est ensuite traitée dans un système électronique d'évalua- tion et elle est représentée sous la forme d'une quantitm d'injection ou d'un processus d'injection. En pratique il s'est avéré qu'on ne pouvait pas exclure des erreurs se produisant fréquemment dans des opérations de mesure. Il arrive notamment souvent qu'il se produise, dans la section la plus étroite d'injecteurs, une cavitation d'écoulement qui a pour conséquence la formation, en aval de l'embouchure de l'injecteur, de cavités qui ne sont pas complètement remplies de carburant. Egalement dans le cas de fortes pressions de car- burant dans le tube de mesure, les cavités précitées implosent évidemment rapidement mais cependant avec une vitesse finie de sorte qu'elles peuvent pénétrer avec une très grande vitesse de jet et remplir dans le tube un volu- me important. Pendant l'injection, l'action de refoulement est cependant stabilisée et ainsi l'effet de mesure concer- ne non seulement le volume de carburant injecté mais addi- tionnellement le volume occupé par les cavités. L'invention a pour but de réduire au minimum les erreurs de mesure résultant d'une cavitation d'écoulement dans l'injecteur. Pour résoudre ce problème, le dispositif conforme à l'invention est caractérisé en ce que, dans le système de mesure, il est prévu dans un tube de mesure ou dans une chambre de mesure d'un cylindre de mesure, pourvu d'un piston effaçable, directement en arrière de l'orifice de sortie de l'injecteur, un corps de retenue dont la sur- face de retenue est orientée au moins approximativement perpendiculairement à l'axe du jet de carburant sortant de l'injecteur. Selon d'autres particularités du dispositif con- forme à l'invention: - le corps de retenue est agencé en forme de disque et comporte un alvéole adapté à la calotte de forme hémi- sphérique de l'injecteur et dans lequel pénètre la calot- te en formant un volume intermédiaire étroit de retenue; - dans le cas d'un injecteur agence comme un injecteur à orifices multiples, le point commun d'intersection de tous les axes des orifices d'injection constitue simul- tanément le centre de la surface de retenue de forme hémisphérique; - dans le cas d'un injecteur agencé comme un injecteur à têton, le corps de retenue, agencé en forme de disque, est pourvu d'une surface de retenue qui est plane; - il est prévu dans une zone marginale du corps de retenue, des trous de traversée, répartis uniformément dans une direction circonférentielle et reliant le volume intermé- diaire de retenue avec la chambre de mesure ou avec le tube de mesure; - la transition entre le volume intermédiaire de retenue et la chambre de mesure ou le tube de mesure est Dnstituée par un seul trou central de traversée dans le corps de retenue. Grâce à la disposition d'un corps de retenue di- rectement en aval de l'injecteur, il s'établit, pour l'écou- lement du jet, une zone de retenue dans laquelle la pres- sion statique du carburant augmente jusqu'à la pression totale d'écoulement en amont de l'injecteur. Sous l'effet de cette pression de retenue, qui est bien supérieure à la pression régnant dans le système de mesure, les cavités implosent très rapidement et ne peuvent plus pénétrer fans le système de'mesure. Du fait que la zone de retenue peut être située très proche de l'orifice de sortie de l'injec- teur, il s'établit seulement un volume total de cavités qui est négligeable pour la mesure. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente un corps de retenue pour un injec- teur à orifices multiples, la figure 2 représente un autre agencement du corps de retenue pour un injecteur à orifices multiples, la figure 3 représente encore un autre agencement du corps de retenue pour un injecteur à têton. Un dispositif 1 pour une mesure de processus d'injection et de quantités d'injection d'un système d'in- jection de carburant pour moteurs à combustion interne à auto-allumage et à compression d'air se compose, conformé- ment à la figure 1, d'un cylindre de mesure 3 contenant une chambre de mesure 2 et pourvu d'un piston effaçable 4 délimitant la chambre de mesure 2 et dont la course est proportionnelle au volume de carburant injecté par un in- jecteur 5, agencé comme un injecteur à orifices multiples, la vitesse du piston étant proportionnelle au courant volu- mique injecté. Dans la chambre de mesure 2, il est prévu, dans la zone d'extrémité de l'injecteur à orifices multiples un corps de retenue 6 qui a la forme d'un disque de retenue et qui comporte un alvéole 7 de forme hémisphérique, situé au centre et dans lequel pénètre, avec un léger espacement, la calotte 8 de forme hémisphérique de l'injecteur à orifi- ces multiples de telle sorte qu'il s'établisse un volume intermédiaire de profil uniforme constituant un volume de retenue 9. Les orifices d'injection 10, 11 de l'injecteur sont disposés de telle sorte que leurs axes lOa, lia fassent des angles différents avec l'axe 5a de l'injecteur. Les axes lOa, l1a des orifices d'injection, ou les axes des jets de carburant sortant des différents orifices de l'in- jecteur coupent perpendiculairement la surface de retenue constituée par l'alvéole 7. Le point central d'intersection de tous les axes de jets est dans ce cas situa au centre de la surface hémisphérique de retenue du corps de retenue 6. Sur la surface de retenue, chaque jet de carburant crée des points de retenue 12, 13 à partir desquels le carburant - sans réduction des sections de passage des orifices d'injection de l'injecteur - parvient dans la chambre de mesure 2 par l'intermédiaire de plusieurs trous de traver- sée 14 répartis uniformément sur la périphérie du corps de retenue 6 et refoule en correspondanc_ le piston effaçable 4. 26 4 9 1 6 2 La réalisation de la figure 2 se différencie de celle de la figure 1 dans l'essentiel par le fait que les orifices d'injection 10, 11 sont disposés symétriquement par rapport à l'axe 5a de l'injecteur. Ainsi le corps de retenue 6 en forme de disque peut comporter simplement un seul trou de traversée 15 situé au centre et partant du volume de retenue 9. En outre le carburant pénètre dans un tube de mesure 16 dans lequel le signal de mesure est créé par l'amplitude de pression de l'onde de fluide activée par l'injection. Dans la réalisation représentée sur la figure 3, le corps de retenue 6 en forme de disque est pourvu d'une surface plane de retenue 17, dirigée vers l'injecteur 5, agencé comme un injecteur à téton, cette surface étant espacée d'une légère distance de l'extrémité d'injecteur. Dans ce cas, l'unique jet de carburant sortant de l'injec- teur à têton arrive également perpendiculairement sur la surface de retenue 17. Dans une zone marginale du corps de retenue 6, il est prévu, d'une manière analogue à la réali- sation de la figure 1, plusieurs trous de traversée 14 par l'intermédiaire desquels le carburant injecté s'écoule du volume de retenue 9 dans le tube de mesure 16. Pour tous les exemples de réalisation, il est à noter que, pour éviter des erreurs de mesure, notamment lors de l'utilisation d'un tube de mesure 16, le volume de l'intervalle de retenue 9 est maintenu aussi petit que possible et la section de liaison est au moins égale à vingt fois la section maximale de passage d'écoulement dans l'injecteur 5. Pour que le corps de retenue 6 n'influ- ence pas le processus de sortie d'écoulement hors de l'in- jecteur par un rétrécissement d'une section de passage, on doit maintenir un espacement minimal entre l'embouchure de l'injecteur et la zone de retenue. Pour des injecteurs à orifices, il est suffisant d'adopter le quintuple du diam- tre d'orifice d'injection. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour mesurer les processus d'injection et les quantités d'injection d'un système d'injection de carburant conçu pour des moteurs à combustion interne à compression d'air, comportant un système de mesure rempli de carburant, dans lequel est déterminée la quantité de carburant sortant d'un injecteur, dispositif caractérisé en ce que, dans le système de mesure, il est prévu dans un tube de mesure (16) ou dans une chambre de mesure (2) d'un cylindre de mesure, pourvu d'un piston effaçable, direc- tement en arrière de l'orifice de sortiede l'injecteur (5), un corps de retenue (6) dont la surface de retenue est orientée au moins approximativement perpendiculairement à l'axe du jet de carburant sortant de l'injecteur (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de retenue (6) est agencé en forme de disque et comporte un alvéole (7) adapté à la calotte (8) de forme hémisphérique de l'injecteur (5) et dans lequel pénètre la calotte (8),en formant un volume intermédiaire étroit de retenue (9). 3. Dispositif selon une des revendications 1 -et 2, caractérisé en ce que, dans le cas d'un injecteur agencé comme un injecteur à orifices multiples, le point commun d'intersection de tous les axes (1Oa, la) des orifices d'injection (10, 11) constitue simultanément le centre de la surface de retenue de forme hémisphérique. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas d'un injecteur agencé comme un in- jecteur à téton, le corps de retenue (6), agencé en forme de disque, est pourvu d'une surface de retenue (17) qui -est plane. 5. Dispositif selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu dans une zone marginale du corps de retenue (6), des trous de traversée (14), répartis uniformément dans une direction circonférentielle 2649 1 62 et reliant le volume interm6diaire de retenue (9) avec la chambre de mesure (2) ou avec le tube de mesure (16). 6. Dispositif selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la transition entre le volume inter- médiaire de retenue (9) et la chambre de mesure (2) ou le tube de mesure (16) est constituée par un seul trou central de traversée (15) dans le corps de retenue (6).