Brevet FR2703734A1 — publié le 19941014

Dispositif d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne ". Etat de la technique L'invention a pour objet un dispositif d'in- jection de carburant pour moteurs à combustion inter- ne, dans lequel une pompe haute pression refoule le carburant conte- nu dans une chambre basse pression dans un collecteur o régne une haute pression réglable et qui est relié10 par des canalisations haute pression aux injecteurs pénétrant dans les chambres de combustion du moteur à alimenter, chaque injecteur comprend un corps de soupape ( 49), en forme de piston, coopérant avec un siège de soupape et coulissant par une partie de sa paroi dans un alésage du boîtier de l'injecteur, l'extrémité libre du corps de soupape en regard du siège de soupape est logée dans une chambre d'injec- tion qui peut être reliée à la canalisation haute20 pression, la chambre d'injection est séparée d'une chambre à pression commandée qui peut être reliée à une canali- sation haute pression et à une canalisation de déchar- ge contenant une soupape de commande et débouchant25 dans la chambre basse pression, la pression dans la chambre agissant sur le corps de soupape dans le sens de la fermeture, le corps de soupape présente, sur sa partie située dans la chambre d'injection en direction de la chambre à pression commandée, un accroissement de section fait lever la soupape de son siège lorsque le corps de sou- pape est soumis à l'action du carburant sous haute pression, tandis que la chambre à pression commandée ( 81) est mise en décharge, Dans un tel dispositif, décrit dans le do- cument DE-OS 41 15 103 et servant à alimenter en car- burant un moteur à combustion interne, une pompe à haute pression du type à piston remplit de carburant, par l'intermédiaire d'une canalisation sous pression, un réservoir également sous pression duquel partent les canalisations alimentant les divers injecteurs qui se trouvent donc reliés entre eux à travers le réser- voir sous pression (rail commun) Ce réservoir étant maintenu, par un dispositif de régulation, à une pres- sion déterminée, il est possible de fixer, au niveau de chaque injecteur, la pression d'injection, indépen- damment de la vitesse du moteur, dans toute la plage d'utilisation de celui-ci. Les injecteurs qui pénètrent dans les cham- bres de combustion du moteur comportent chacun un corps de soupape en forme de piston circulant dans un canal axial de l'injecteur et dont l'extrémité fronta- le présente une face conique coopérant avec un siège de soupape tandis que la face opposée délimite dans le canal, à l'intérieur de l'injecteur, une chambre de pression reliée par une canalisation munie d'un étran- glement, à une chambre d'injection sous pression en- tourant l'injecteur d'une part et qui peut être mise en communication, par l'intermédiaire d'une canalisa- tion de décharge équipée d'une soupape commandée élec- triquement, avec une canalisation de retour d'autre part La chambre d'injection sous pression est reliée par une canalisation à haute pression à un réservoir sous pression dont elle partage la pression en perma- nence Le corps de soupape présente, au niveau de la chambre d'injection sous pression, une réduction de sa section sous la forme d'un cône dirigé vers la portée d'étanchéité de l'injecteur Lorsque la soupape à com- mande électrique est fermée et que les pressions dans la chambre côté frontal et dans la chambre d'injection sous pression sont en équilibre, le corps de soupape est maintenu en appui par sa portée d'étanchéité sur le siège de soupape, par l'action d'un ressort de sor- te que les orifices d'injection situés dans cette zone sont obturés. Le démarrage de la course d'ouverture du corps de soupape est provoqué par le déclenchement électrique de l'ouverture de la soupape de pilotage située dans la canalisation de décharge de la chambre frontale de pression, à la suite de quoi la haute pression régnant dans cette chambre s'effondre rapide- ment, en provoquant une différence de pression entre elle et la chambre d'injection sous pression cette différence de pression entraînant un déplacement dans le sens d'ouverture du corps de soupape, contre l'ac- tion du ressort qui lui est associé, tandis que l'é- tranglement dans le conduit de liaison empêche un écoulement brutal de carburant dans la chambre sous pression, côté frontal De manière analogue, la ferme- ture de l'injecteur est commandée par la fermeture de la soupape de commande créant à nouveau dans la cham- bre frontale de pression une haute pression de carbu- rant qui vient renforcer l'action de fermeture produi- te par le ressort, de sorte que le corps de soupape s'applique à nouveau sur son siège o il reste mainte- nu par la pression hydraulique régnant dans la chambre de pression frontale, tant que la soupape de commande n'est pas sous tension c'est-àdire tant qu'elle est fermée. Afin d'éviter que la pression d'injection régnant dans la chambre à haute pression de l'injec- teur soit influencée par la commande d'ouverture de la chambre frontale sous pression, un autre dispositif d'injection de ce genre, décrit dans les revues ATZ/MTZ et le numéro spécial Motor et Umvelt 9, com- porte une chambre frontale sous pression qui peut être reliée à la chambre commune de pression (Common Rail) ou à une canalisation de décharge, par l'intermédiaire d'une soupape à trois voies Dans ce cas, le remplis- sage de la chambre frontale à pression commandée s'ef- fectue, sans étranglement, par une soupape de retour, tandis que la décharge servant à commander l'ouverture de l'injection est soumis à étranglement La pression d'injection de l'injecteur n'est alors aucunement in- fluencée par la commande d'ouverture de la chambre à pression commandée, étant donné que la liaison entre le système de canalisation à haute pression et la chambre frontale de commande sous pression est fermée à cet instant. Toutefois, ces deux dispositifs d'injection connus présentent l'inconvénient de nécessiter une très haute pression d'injection, donc une pompe à hau- te pression reliée par des canalisations également à haute pression à la chambre commune de pression et de là aux divers injecteurs Il en résulte que, compte tenu des efforts supportés par les composants et de leuz dimensionnement, la pompe à haute pression et le système de canalisations doivent satisfaire des exi- gences élevées entraînant une fabrication complexe et coûteuse De plus, le parcours relativement long entre la pompe à haute pression et les injecteurs entraîne des pertes de charge, alors que les dispositifs d'in- jection connus ne peuvent fournir les pressions d'in- jection élevées allant jusqu'à 2000 bars Un autre in- convénient des dispositifs d'injection connus réside dans l'utilisation, comme moyen de pilotage, de carbu- rant se trouvant à la pression élevée d'injection, de sorte que les soupapes de commande doivent, surtout pendant la fermeture et jusqu'à la fin de l'injection, supporter des forces relativement élevées, nécessitant des dimensions importantes allongeant les temps de commutation. Avantages de l'invention Pour remédier à ces inconvénients, l'inven- tion concerne un dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il comporte un piston amplificateur ayant la forme d'un piston étagé qui délimite, par la face frontale de sa partie de plus grand diamètre une première cham- bre de travail à la canalisation à haute pression tan- dis que la face frontale de sa partie de petit diamè- tre est adjacente, au moins indirectement, à la cham- bre d'injection qui peut être reliée à la canalisation à haute pression par une soupape commandée. Le dispositif d'injection selon l'invention, mettant en oeuvre les caractéristiques ci-dessus par l'utilisation d'un piston amplificateur dans l'injec- teur, présente l'avantage que la très haute pression d'injection n'est produite qu'à l'intérieur de la chambre d'injection de l'injecteur Ainsi, d'une part le niveau des exigences relatives à la pompe haute pression remplissant la chambre commune et le système de canalisation sous pression est considérablement abaissé, et d'autre part on peut obtenir sans problème des pressions d'injection atteignant 2000 bars Est particulièrement important le fait qu'entre la chambre sous pression d'injection et les orifices de sortie de l'injecteur, un parcours dans une canalisation n'est plus nécessaire et que par conséquent il n'y a plus de perte de charge entre le générateur de pression et le point d'injection Il est alors particulièrement avan- tageux, pour économiser de la place, de monter le pis- ton amplificateur coulissant sur le corps de soupape en forme de piston En choisissant les dimensions des faces frontales assurant le rapport d'amplification du piston, on peut assez simplement adapter au mieux le dispositif d'injection selon l'invention aux exigences de chaque moteur à alimenter. Un autre avantage est apporté par la présen- ce d'une seconde chambre de travail délimitée par le piston amplificateur, car elle permet d'une part d'ob- tenir un mouvement de retour sûr et contrôlé, du pis- ton amplificateur sans avoir à utiliser un ressort de rappel supplémentaire influençant irrégulièrement le mouvement de refoulement du piston amplificateur, et d'autre part d'assurer un remplissage, avec économie d'espace, de la chambre d'injection par l'intermédiai- re d'un canal à l'intérieur de l'organe d'injection. En appliquant, dans le système de canalisa- tions à haute pression, une pression du type "Common- Rail" bien plus faible que dans les systèmes connus, on peut de plus utiliser un organe électrique de ré- glage relativement petit, avec une masse en mouvement inférieure, comme soupape de commande du mouvement d'ouverture de l'organe d'injection On obtient ainsi une grande souplesse de construction et des temps de commutation extrêmement brefs Ces temps réduits sont par ailleurs favorisés par la course réduite du corps de la soupape de commande, car la petitesse du volume de carburant piloté dans la chambre frontale de pres- sion ne nécessite qu'une faible section. La pression de sortie dans le "Common Rail" et par conséquent dans la chambre de travail située contre le piston amplificateur et déclenchant le mou- vement de refoulement, ainsi que le rapport d'amplifi- cation du piston, permettent de déterminer avec préci- sion, de manière avantageuse, la pression dans la chambre d'injection. Tout ceci est par ailleurs conforté par le couplage complet existant entre l'injecteur et le rem- plissage, couplage qui a été rendu possible par l'existence de deux canaux distincts d'amenée de car- burant On peut alors, a Vec un distributeur à tiroir à quatre voies, piloter séparément les différentes cham- bres de travail de manière avantageuse avec un seul raccordement haute pression et un seul raccordement de décharge, le distributeur à tiroir étant commandé par une came actionnant la soupape d'admission ou la sou- pape d'échappement. En commandant le point d'injection et la du- rée d'injection par la soupape de pilotage reliée à la chambre frontale de pression, on peut commander le système de façon simple, électriquement et en fonction des divers paramètres de fonctionnement portés sur la cartographie du moteur, la brièveté des temps de com- mutation autorisant même une préinjection et un façon- nage de la courbe d'injection. Un autre avantage est apporté en faisant dé- boucher la canalisation de décharge dans l'alimenta- tion de la pompe haute pression tout en empêchant en même temps, au moyen d'une soupape anti-retour, le re- flux dans le réservoir du carburant non admis, de sor- te que l'énergie contenue dans le carburant non admis peut être en partie utilisée pour générer la haute pression. Des configurations et développements avanta- geux du dispositif d'injection selon l'invention sont obtenues grâce au fait que le piston amplificateur au niveau du passage de la partie à grand diamètre à cel- le à petit diamètre, présente un épaulement annulaire délimitant, avec le piston, dans un alésage étagé une seconde chambre de travail qui peut être reliée, en alternance avec la première chambre de travail soit à la canalisation à haute pression soit à la canalisa- tion de décharge. Suivant une caractéristique de l'invention, la liaison de la canalisation à haute pression à la chambre d'injection s'effectue à travers la seconde chambre de travail. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, le piston amplificateur peut coulisser axiale- ment sur le corps de soupape le canal de liaison re- liant la seconde chambre de travail à la chambre d'in- jection étant constitué d'un alésage longitudinal et, partant de celui-ci, soit d'un perçage transversal du corps de soupape débouchant dans la seconde chambre ou dans la chambre d'injection soit d'un perçage trans- versal pratique dans le piston amplificateur le canal pouvant être ouvert ou fermé, par la commande d'une soupape antiretour montée axialement sur le corps de soupape dans la chambre d'injection. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, la soupape antiretour obturant le perçage trans- versal du canal de liaison est constituée d'un corps coulissant avec étanchéité sur le corps de soupape et surmonté d'une tête en forme de coupelle dont la face frontale coopère avec la surface externe du corps de soupape au niveau de l'élargissement transversal de ce corps tandis qu'un ressort en appui sur un décroche- ment de la chambre d'injection agit sur le corps. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, le corps de soupape en plusieurs parties est constitué d'une succession de pistons dont le premier est constitué d'une aiguille d'injection terminée par une portée conique d'étanchéité coopérant avec le siè- ge de soupape munie d'un canal interne de liaison et suivie, selon l'axe, d'un premier et d'un second pis- ton intermédiaire sur lesquels agit un quatrième pis- ton en forme de coupelle, délimitant par une de ses faces frontales la chambre à pression commandée Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, à l'intérieur de l'alésage de guidage est montée une pièce tubulaire ayant une tête en forme de disque et percée d'un alésage dans lequel coulisse le second piston intermédiaire tandis la tête par sa face tour- née vers le premier piston intermédiaire délimite la première chambre de travail. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, la pièce tubulaire et le quatrième piston en forme de coupelle délimitent une chambre de décharge reliée à la canalisation de décharge. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, un canal de carburant débouchant dans la seconde chambre de travail traverse le premier piston intermé- diaire à et une autre pièce intercalée entre le pre- mier piston intermédiaire et le second piston intermé- diaire et qui coulisse de son côté axialement dans une pièce en forme de disque intercalée entre la première chambre de travail et la tête. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, les canaux de carburant partant de la première et de la seconde chambre de travail peuvent être mis en relation chacun avec la canalisation à haute pres- sion ou avec la canalisation de décharge, par l'inter- médiaire d'un distributeur à quatre voies. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, le distributeur à quatre voies est du type à ti- roir commandé en synchronisme avec le moteur à combus- tion interne. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, le distributeur à quatre voies est commandé par la came d'une soupape d'admission ou d'échappement du moteur de manière qu'un canal de carburant soit relié à la canalisation à haute pression tandis que l'autre canal de carburant est relié à la canalisation de dé- charge. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, la chambre à pression commandée est reliée par un canal à un distributeur à trois voies duquel par- tent une canalisation de liaison à la canalisation à haute pression ainsi qu'une canalisation de liaison à la canalisation de décharge. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, la décharge de la chambre à pression commandée s'effectue à travers un étranglement, tandis que le remplissage de la chambre à pression commandée s'ef- fectue sans entrave, et vite. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, la soupape de commande est une soupape double possédant deux sièges coniques, face à face, à chacun desquels aboutit respectivement une des canalisations de liaison et entre lesquels est monté un corps de soupape de commande équipé de portées coniques d'appui disposées face à face et pouvant se déplacer sous l'action d'un positionneur électrique. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, une soupape de commande de pression est interca- lée entre la pompe à haute pression et le collecteur à haute pression. Selon une autre caractéristique de l'inven- 1 l tion, le positionneur électrique est un électro- aimant. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, le positionneur électrique est un translateur piézo-électrique. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, la canalisation de décharge reliée aux injec- teurs est reliée au collecteur à haute pression par un morceau de conduit contenant une soupape de commande îO de pression. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, la canalisation de décharge dans la chambre à basse pression débouche entre la pompe à haute pres- sion et une soupape antiretour isolant la chambre à basse pression par rapport à un réservoir de carburant La description, les dessins et les revendi- cations feront apparaître d'autres avantages et d'au- tres particularités intéressantes de l'objet de l'in- vention. Dessins Les figures des dessins montrent un exemple de réalisation du dispositif d'injection de carburant selon l'invention qui sera expliqué plus en détail dans la description qui va suivre et qui se réfère à ces dessins dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement la constitution du dispositif, la figure 2 est une vue en coupe de la partie inférieure de l'injecteur, montrant le corps de soupape, le piston amplificateur et les chambres de pression, la figure 3 est une vue en coupe de la partie supérieure de l'injecteur, montrant la position et la commande des canaux de carburant, et la figure 4 est une vue agrandie d'une par- tie de la figure 2, montrant une soupape anti-retour obturant un canal du corps de soupape. Description de l'exemple de réalisation Dans le dispositif d'injection schématique- ment représenté par la figure 1, une pompe d'injection 1 est reliée en amont à un réservoir 7 d'alimentation en carburant par l'intermédiaire d'une canalisation constituant un volume 3 à basse pression et portant une soupape anti-retour 5 s'ouvrant vers la pompe hau- te pression, et en aval à un collecteur haute pres- sion 9 lui-même relié par des canalisations à haute pression 11 aux injecteurs 13 pénétrant dans les cham- bres de combustion du moteur à alimenter Ainsi, les canalisations 11 sont reliées entre elles par l'inter- médiaire du collecteur commun 9 (Commom Rail) Dans l'exemple représenté, une canalisation de décharge 17 part du collecteur 9 pour aboutir dans la chambre bas- se pression 3, entre la soupape anti-retour 5 à la pompe 1 Cette canalisation 17 présente des embranche- ments la raccordant aux divers injecteurs La régula- tion de la pression dans le collecteur haute pression 9 peut, en plus de la régulation de la pompe 1 elle- même, être assurée éventuellement par une soupape de pression 10 placée entre la pompe 1 et le collecteur 9, cette disposition présentant l'avantage de mainte- nir la pression dans le collecteur 9 après coupure de la pompe 1 (meilleur démarrage) Pour améliorer la dy- namique, lorsque la pression décroit dans le collec- teur, une soupape de commande de pression 15 est mon- tée dans la canalisation de décharge 17, entre le col- lecteur 9 et les conduites de liaison aux divers in- jecteurs 13, cette soupape 15 étant elle-même, comme la soupape 10 ou la pompe haute pression 1, pilotée par une électronique de commande 19 Celle-ci exploite les divers paramètres de fonctionnement relevés dans le moteur, par exemple la vitesse, la charge, les tem- pératures, les pressions etc à partir de cartogra- * phies mises en mémoire, et commande, en plus de la pression dans le collecteur 9, les durées d'ouverture des injecteurs 13 et la pompe haute pression 1. Dans le cas o la soupape 15 ne serait pas prévue, la conduite de décharge 17 ne serait pas re- liée au collecteur 9. La constitution des injecteurs 13 est repré- sentée par les figures 2 et 3, la figure 2 étant une vue en coupe, agrandie, de la partie inférieure péné- trant dans la chambre de combustion du moteur, tandis que la figure 3 est une vue en coupe de la partie su- périeure de l'injecteur 13. L'injecteur 13 représenté par la figure 2 comprend un boîtier 21, fait d'une succession de par- ties cylindriques de diamètres décroissants, dont la partie 23 pénètre dans la chambre de combustion et présente à son extrémité frontale libre des orifices d'injection 25 A l'intérieur, l'injecteur 13 est per- cé d'un alésage présentant deux parties de diamètres différents, le plus petit se trouvant vers les orifi- ces d'injection 25 tandis que la première partie, à plus grand diamètre, est un alésage de guidage 27 dans lequel peut coulisser axialement la partie à plus grand diamètre d'un piston amplificateur 29 de forme étagée, dont la face frontale supérieure 30 orientée à l'opposé des orifices d'injection, délimite une pre- mière chambre de travail 32 dans l'alésage 27 Le pis- ton amplificateur 29 présente une partie 31 à diamètre réduit,faisant suite à un décrochement formant un épaulement annulaire 37 et dirigée vers les orifices d'injection 25, cette partie 31 coulissant dans la partie 35 la plus étroite de l'alésage, située en- dessous du premier décrochement 33 de l'alésage étagé, de sorte que le premier décrochement 33 et l'épaule- ment annulaire 37 du piston amplificateur 29 délimi- tent une seconde chambre annulaire de travail 39 La face frontale 41 appartenant à la partie 31 à diamètre réduit du piston 31 et faisant face aux orifices d'in- jection 25, délimite avec le second décrochement 45 de l'alésage étage une chambre annulaire d'injection 43. Le piston amplificateur 29 présente un alé- sage axial 47 dans lequel peut coulisser un corps de 1 o soupape d'injection 49 en forme de piston à plusieurs parties dont celle dépassant de la partie étroite 31 du piston amplificateur présente une extrémité conique constituant la partie d'étanchéité 51 qui, lorsqu'elle stappuie sur la partie correspondante 53, en forme d'entonnoir, du siège de soupape constitué par l'ex- trémité fermée de l'alésage étagé, permet à l'aiguille 59 d'obturer les orifices d'injection 25 percés dans ce siège La partie 51 la plus étroite de l'alésage étagé, comprise entre le second décrochement 45 et les orifices d'injection 25 se trouve disposée de manière à laisser subsister entre le corps 49 et la paroi de la partie 55 de l'alésage une fente annulaire 57 Le corps de soupape d'injection 49, dans l'exemple repré- senté, comprend quatre parties, la première 59 consti- tuant ce qu'on appelle l'aiguille d'injection et com- portant, en direction du siège 53, une réduction coni- que de section 52 et à son extrémité frontale la par- tie d'étanchéité 51 En position de fermeture de l'in- jecteur 13, c'est-à-dire lorsque l'aiguille s'appuie sur le siège 53, celle-ci occupe l'alésage axial 47 jusqu'au niveau de la seconde chambre de travail 39. Cette partie du corps de soupape est suivie d'une se- conde partie constituant un premier piston intermé- diaire 61, de diamètre à peine supérieur à celui de l'aiguille 59, de sorte qu'il subsiste, entre la paroi de l'alésage axial 47 du piston amplificateur 29 et la paroi externe de ce piston intermédiaire 61, une étroite rainure annulaire 63 se terminant, en direc- tion de la première chambre de travail, par un rétré- cissement de l'alésage axial 47 La rainure 63 peut d'ailleurs être obtenue par une réduction localisée du diamètre du premier piston intermédiaire 61 Le piston 61 est suivi niveau de la première chambre de travail 32, d'un prologement axial constituant un deuxième piston intermédiaire 65 coulissant dans l'alésage axial d'une tubulure 67 montée, par sa tête en forme de disque 69 dans l'alésage 27, la face frontale 71, tournée vers le piston amplificateur, de cette tête délimitant la première chambre de travail 32. Le second piston intermédiaire 65, par sa face frontale situéée à l'opposé de la première cham- bre de travail 32, vient en contact avec le fond d'un piston 73 en forme de coupelle dont l'ouverture est dirigée vers la tubulure 67, le piston 73 ne devant jamais toucher la tête 69 de manière à garantir un ap- pui sûr de l'aiguille d'injection 59 sur son siège, et par conséquent une fermeture certaine de l'injecteur. De ce fait, le piston 73 et la tubulure 67 délimitent une chambre de travail fonctionnant en chambre de dé- charge 77. Par sa face frontale 79 continue, située à l'opposé de la chambre de décharge 77, le piston 73 délimite, avec un obturateur cylindrique 83 fermant l'étage étagé une autre chambre de travail fonction- nant comme chambre à pression commandée 81 La distan- ce axiale entre la face frontale 79 du piston 73 et la face de butée de l'obturateur 83 définit donc la cour- se de l'aiguille d'injection. Pour remplir de carburant, ou vider les dif- férentes chambres de travail, l'injecteur est équipé de canaux, un premier canal 85 débouchant dans la pre- mière chambre de travail 32, un second canal 87 dé- bouchant dans la seconde chambre 39, et un troisième canal 89 débouchant dans la chambre à pression comman- dée 81 La chambre de délestage 77 est de plus reliée à la canalisation de décharge 17 par le canal de dé- charge 91 visible à la figure 3. Pour éviter d'affaiblir la paroi du boîtier de l'injecteur 13, on peut faire passer le canal de carburant 87 au-dessus du premier piston intermédiaire 61 et monter une autre pièce intercalaire entre le premier piston intermédiaire 61 et le second piston intermédiaire 85, cette pièce intercalaire coulissant elle-même axialement dans une pièce en forme de disque située entre la première chambre de travail 32 et la tête 69. La chambre d'injection 43 est reliée, par une canalisation 93 de l'organe d'injection 49, à la seconde chambre de travail 39, cette canalisation com- prenant un alésage longitudinal 95, des perçages transversaux dans l'organe 49, reliés à la chambre d'injection 43, un perçage du piston 29 partant de l'alésage 95 pour déboucher dans la rainure annulaire 63 puis rejoindre, à travers une ouverture de la paroi de la partie 31 du piston amplificateur, la chambre de travail 39 L'ouverture de sortie de la canalisation 93 de la chambre d'injection 43 est ainsi fermée par une soupape anti-retour 99 ouverte en direction de la chambre d'injection, comme décrit plus en détail à la figure 4. La commande du corps de la soupape d'injec- tion 49 et les liaisons entre les différents canaux à carburant et les canalisations haute pression 11, et la canalisation de décharge 17 sont représentés sché- matiquement par une coupe de la partie supérieure de l'injecteur 13, à la figure 3. Le premier canal à carburant 85 ainsi que le second 87 se divisent chacun en deux canalisations re- liées à un distributeur à tiroir à 4 voies 101 équipé de deux sorties Le distributeur 101, côté entrée, peut communiquer, par l'un ou l'autre d'une paire de raccords, avec la canalisation haute pression 11 et à la canalisation de décharge 17, ces raccords étant disposés de sorte que le premier, comme le second ca- nal de carburant 85, 87 peut, selon la position du distributeur à tiroir 101, être relié à la canalisa- tion haute pression 11 ou à la canalisation de déchar- ge 17. Le distributeur à tiroir a deux positions de fonctionnement, dont celle représentée correspond à la liaison du premier canal de carburant 85 avec la canalisation haute pression 11 et également à la liai- son du second canal de carburant 87 avec la canalisa- tion de décharge 17 Dans la seconde position possi- ble, il y a liaison entre le premier canal 87 et la canalisation de décharge 17 d'une part, et entre le second canal 87 et la canalisation haute pression 11 d'autre part Le distributeur à tiroir 101 peut donc être piloté par la came de manoeuvre d'une soupape de chargement de charge, de préférence la soupape d'é- chappement du moteur On peut toutefois prévoir une commande électrique en fonction des paramètres de fonctionnement du moteur. Le canal de carburant 89 partant de la cham- bre à pression commandée 81 débouche dans la chambre annulaire 103 d'une soupape à double siège comportant trois voies et jouant le rôle de soupape de commande , avec ses deux sièges disposés face à face, aux- quels aboutissent, pour l'un, une canalisation 107 raccordée à la canalisation haute pression 11 et pour l'autre, une canalisation 109 reliée à la canalisation de décharge 17 La soupape de commande 105 a un organe mobile 111 présentant la forme d'un piston ayant deux parties coniques axiales et de directions opposées. L'organe mobile 111 est relié à une commande électri- que, de préférence un électro-aimant ou un curseur piézo-électrique piloté en fonction des paramètres de fonctionnement, par le dispositif de commande 19. Un étranglement 110, monté sur le canal de décharge 91 à sa liaison avec la canalisation de dé- charge 17 provoque, par l'intermédiaire de la canali- sation de liaison 109, une décharge amortie de la chambre à pression commandée 81, entraînant un ralen- tissement du mouvement d'ouverture de l'organe d'in- jection 49, et par conséquent une modification de la courbe d'injection Le remplissage de la chambre à pression commandée a lieu par contre le plus possible sans étranglement afin d'obtenir une fermeture très rapide de l'organe d'injection 45, en fin d'injection. La soupape anti-retour 99 représentée à la figure 4 en coupe agrandie par rapport à la figure 2, est composée d'un élément tubulaire 113 coulissant sur l'aiguille 59, terminé par une tête 115 en forme de coupelle et soumis à l'action d'un ressort 117 s'appuyant sur le décrochement 45 de l'alésage étagé, de sorte que sa face frontale 119 ouverte est appliqué contre l'expansion conique 52 de l'aiguille 59 Ainsi, l'orifice de sortie 97 de la canalisation de liaison 93, entre la chambre d'injection 43 et la chambre de travail 39 est maintenu fermée, tandis que cet orifice peut être libéré par la pression provenant de la cham- bre de travail 39 et s'exerçant sur le fond de la cou- pelle constituant la tête 115. Le dispositif d'injection de carburant fonc- tionne de la manière suivante. La pompe haute pression 1 refoule le carbu- rant venant du réservoir 7 à travers l'espace à basse pression 3, dans le collecteur 9 o il entretient ihaute pression Les canalisations haute pression 11, amènent le carburant sous pression aux injecteurs 13. Commence alors, pour le carburant haute pression, la phase de compression représentée par les figures 2 et 3, dans laquelle la soupape de commande met la canalisation haute pression 11 en liaison d'une part avec la chambre à pression commandée 81 par l'intermédiaire de la canalisation 107 et d'autre part, pour la position correspondante du distributeur à tiroir, avec le premier canal à carburant 85, et de là avec la première chambre de travail 32 dans laquel- le le carburant agit sur le piston amplificateur 29 et, du fait de sa surface d'application de pression supérieure par rapport aux chambres de travail 39 et 43, déplace le piston amplificateur en direction de la chambre d'injection 43 Il convient ici d'indiquer qu'une solution alternative consiste à remplir la pre- mière chambre de travail 32 au moyen de pompes haute pression à raison d'une pompe par injecteur. La seconde chambre de travail 39, à cet in- stant, est reliée à la canalisation de décharge 17, par le second canal de carburant 87 et le distributeur à tiroir 101, de sorte que le carburant situé dans la chambre 39 se trouve comprimé par le piston amplifica- teur, lorsque celui-ci avance Ce mouvement du piston élève la pression de carburant dans la chambre d'in- jection 43, à un multiple de lhaute pression régnant dans la canalisation 11, cette pression d'injection, beaucoup plus élevée que celle régnant dans la chambre de travail 39, maintenant fermée la soupape anti- retour 99. Afin que le carburant qui est sous pression d'injection puisse maintenant être effectivement in- jecté à travers les orifices 25, le piston 111, com- mandé électriquement, de la soupape de commande 105 est déplacé de manière à établir la liaison entre le canal de carburant 89 et la canalisation de décharge 17 par la canalisation 107, en même temps qu'est in- terrompue la liaison entre la canalisation 17 et la canalisation de liaison 107, de sorte que le débouché de la conduite 109 dans le canal de décharge se trouve étranglé Du fait de la mise en décharge de la chambre à pression commandée 81, le blocage hydraulique de l'organe mobile 49 de l'injecteur est levé, la pres- sion dans la chambre d'injection fait décoller le corps de soupape 49 du fait de l'accroissement de sec- tion 52 de son siège 53, et le carburant est envoyé sous pression d'injection, à travers les orifices 25, dans la chambre de combustion correspondante du mo- teur. Alors, la pression dans la chambre d'injec- tion 43 commence à baisser dès le démarrage de l'in- jection, de sorte que le piston amplificateur 29 est maintenu par la pression régnant dans la chambre de travail 32 et, dans la situation quasistatique de l'é- coulement faisant suite à la phase d'accélération, la pression d'injection correspond à nouveau à celle de l'état initial, diminuée des pertes par frottement as- sociées au mouvement du piston amplificateur L'impor- tance de cette chute de pression pendant la phase d'accélération dépend pour la plus grande part de la masse du piston amplificateur 29 qui peut être utili- sée délibérément dans l'application du système comme paramètre, permettant de moduler le début de l'injec- tion c'est-à-dire d'opérer une avance à l'injection. La fin de l'injection haute pression est provoquée par un nouveau déplacement de la soupape de commande de pression 105 entraînant à nouveau la fer- meture de la liaison, par l'organe 113, entre la cham- bre à pression commandée 81 et la canalisation de liaison 109, et simultanément la mise en relation de cette chambre avec la canalisation de liaison 107 Le carburant sous pression provenant de la canalisation sous pression 11 arrive, à travers la canalisation de liaison 107, la chambre 103 et le canal 89, dans la chambre à pression commandée 81 et fait s'appliquer à nouveau, par la portée relativement importante 79 du piston 73, le corps de soupape d'injection 49 sur le siège de soupape 53. Le remplissage de la chambre d'injection 43 se produit ensuite par coulissement du distributeur à tiroir 101 mettant en relation le premier canal de carburant 85, puis la première chambre de travail 32, avec la canalisation de décharge 17, de sorte que la pression dans cette dernière s'effondre En même temps, le distributeur à tiroir 101 met en relation le second canal de carburant 87 ainsi que la seconde chambre de travail 39, avec la canalisation haute pression 11, de sorte que la haute pression s'établit dans le carburant de la seconde chambre de travail 39. Cette pression provoque ensuite le retour du piston amplificateur 29 à sa position initiale qui peut être déterminée par une butée Ce retour du piston 29 fait tomber fortement la pression dans la chambre d'injec- tion 43, de sorte qu'apparaît, entre cette chambre 43 et la chambre de travail 39 une différence de pression qui fait lever de son siège, contre l'action du res- sort 117, le corps de soupape anti-retour 113 et fait par conséquent passer le carburant de la chambre de travail 39 à la chambre d'injection 43 Le remplissage de celle-ci est achevé lorsque les pressions des cham- bres 39 et 43 sont à l'équilibre et que la force du ressort de soupape 117 est à nouveau suffisante pour fermer la soupape anti-retour 99 Un nouveau déplace- ment du distributeur à tiroir 101 vient ensuite dé- clencher à nouveau une phase de compression, c'est-à- dire l'amplification de la pression. La chambre de décharge 77 est reliée en per- manence à la conduite de décharge 17 par le canal 91 dont le débouché dans la conduite 17 peut s'effectuer à travers un étranglement destiné à éviter l'appari- tion dans le système, de coups de bélier provoqués par les différentes opérations de mise à l'écart de la chambre de délestage 77. Le dispositif d'injection selon l'invention permet d'obtenir les très hautes pressions nécessaires à l'injection seulement à l'intérieur de l'injecteur et corrélativement, du fait du montage axial du piston amplificateur sur l'organe d'injection, de réaliser cette amplification de la pression avec économie de place. REVENDICATIONS ) Dispositif d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne dans lequel: une pompe haute pression ( 1) refoule le carburant contenu dans une chambre basse pression ( 3), dans un collecteur ( 9) o régne une haute pression réglable et qui est relié par des canalisations haute pression ( 11) aux injecteurs ( 13) pénétrant dans les chambres de combustion du moteur à alimenter, chaque injecteur comprend un corps de soupape ( 49), en forme de piston, coopérant avec un siège de soupape ( 53) et coulissant par une partie de sa paroi dans un alésage du boîtier de l'injecteur, l'extrémité libre du corps de soupape ( 49), en re- gard du siège de soupape ( 53), est logée dans une chambre d'injection ( 43) qui peut être reliée à la ca- nalisation haute pression ( 11), la chambre d'injection ( 43) est séparée d'une cham- bre à pression commandée ( 81) qui peut être reliée à une canalisation haute pression ( 11) et à une canali- sation de décharge ( 17) contenant une soupape de com- mande ( 107) et débouchant dans la chambre basse pres- sion ( 3), la pression dans la chambre ( 81) agissant sur le corps de soupape ( 49) dans le sens de la ferme- ture, le corps de soupape ( 49) présente, sur sa partie si- tuée dans la chambre d'injection ( 43), en direction de la chambre à pression commandée ( 81), un accroissement de section ( 52) qui fait lever la soupape de son siège ( 53), lorsque le corps de soupape ( 49) est soumis à l'action du carburant sous haute pression, tandis que la chambre à pression commandée ( 81) est mise en dé- charge, caractérisé en ce qu'il comporte un piston amplifica- teur ( 29) ayant la forme d'un piston étagé qui délimi- te, par la face frontale ( 30) de sa partie de plus grand diamètre une première chambre de travail ( 32), reliable à la canalisation haute pression ( 11), tandis que la face frontale ( 41) de sa partie de petit diamè- tre est adjacente, au moins indirectement, à la cham- bre d'injection ( 43) qui peut être reliée à la canali- sation haute pression ( 11) par une soupape commandée. ) Dispositif d'injection selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le piston amplifica- teur ( 29), au niveau du passage de la partie à grand diamètre à celle à petit diamètre, présente un épaule- ment annulaire ( 37) délimitant avec le piston, dans un alésage étagé ( 27), une seconde chambre de travail ( 39) qui peut être reliée, en alternance avec la pre- mière chambre de travail ( 32), soit à la canalisation haute pression ( 11), soit à la canalisation de déchar- ge ( 17). ) Dispositif d'injection selon la revendi- cation 1 ou 2, caractérisé en ce que la liaison de la canalisation haute pression ( 11) à la chambre d'injec- tion ( 43) s'effectue à travers la seconde chambre de travail ( 39). ) Dispositif d'injection selon la revendi- cation 3, caractérisé en ce que le piston amplifica- teur ( 29) peut coulisser axialement sur le corps de soupape ( 49), le canal de liaison ( 93) reliant la se- conde chambre de travail -( 39) à la chambre d'injection ( 43) étant constitué d'un alésage longitudinal ( 95) et, partant de celui-ci, soit d'un perçage transversal ( 97) du corps de soupape débouchant dans la seconde chambre ( 39) ou dans la chambre d'injection ( 43), soit d'un perçage transversal pratiqué dans le piston am- plificateur ( 29), le canal ( 93) pouvant être ouvert ou fermé, par la commande d'une soupape anti-retour ( 99) montée axialement sur le corps de soupape ( 49) dans la chambre d'injection ( 43). ) Dispositif d'injection selon la revendi- cation 4, caractérisé en ce que la soupape anti-retour ( 99) obturant le perçage transversal ( 97) du canal de liaison ( 93) est constituée d'un corps ( 113) tubulaire coulissant avec étanchéité sur le corps de soupape ( 49) et surmonté d'une tête ( 115) en forme de coupelle dont la face frontale ( 119) coopère avec la surface externe du corps de soupape ( 49), au niveau de l'élar- gissement transversal ( 52) de ce corps tandis qu'un ressort ( 117), en appui sur un décrochement ( 45) de la chambre d'injection ( 43) agit sur le corps ( 113). 6) Dispositif d'injection selon les reven- dications précédentes, caractérisé en ce que le corps de soupape ( 49) en plusieurs parties est constitué d'une succession de pistons dont le premier est cons- titué d'une aiguille d'injection ( 59) terminée par une portée d'étanchéité conique ( 51) coopérant avec le siège de soupape ( 53), munie d'un canal interne de liaison ( 93) et suivie, selon l'axe, d'un premier et d'un second piston intermédiaire ( 61, 65) sur lesquels agit un quatrième piston ( 73) en forme de coupelle dé- limitant par une de ses faces frontales ( 79) la cham- bre à pression commandée ( 81). 70) Dispositif d'injection selon la revendi- cation 6, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de l'alé- sage de guidage ( 27) est montée une pièce tubulaire ( 67), ayant une tête ( 69) en forme de disque et percée d'un alésage dans lequel coulisse le second piston in- termédiaire ( 65) tandis que la tête ( 69), par sa face ( 71) tournée vers le premier piston intermédiaire ( 61), délimite la première chambre de travail ( 32). 8 e) Dispositif d'injection selon la revendi- cation 7, caractérisé en ce que la pièce tubulaire ( 67) et le quatrième piston ( 73) en forme de coupelle délimitent une chambre de décharge ( 77) reliée à la canalisation de décharge ( 17). ) Dispositif d'injection selon la revendi- cation 8, caractérisé en ce qu'un canal de carburant ( 87), débouchant dans la seconde chambre de travail ( 39), traverse le premier piston intermédiaire ( 61), et une autre pièce intercalée entre le premier piston intermédiaire ( 61) et le second piston intermédiaire ( 65), coulisse axialement de son côté dans une pièce en forme de disque intercalée entre la première cham- bre de travail ( 32) et la tête ( 69). ) Dispositif d'injection selon les reven- dications précédentes, caractérisé en ce que les ca- naux de carburant ( 85, 87) partant de la première et de la seconde chambre de travail ( 32, 39) peuvent être mis en relation chacun avec la canalisation haute pression ( 11) ou avec la canalisation de décharge ( 17), par l'intermédiaire d'un distributeur à quatre voies. 110) Dispositif d'injection selon la reven- dication 10, caractérisé en ce que le distributeur à quatre voies est du type à tiroir ( 101), commandé en synchronisme avec le moteur à combustion interne. 12) Dispositif d'injection selon la reven- dication 11, caractérisé en ce que le distributeur à quatre voies est commandé par la came d'une soupape d'admission ou d'échappement du moteur de manière qu'un canal de carburant soit relié à la canalisation haute pression ( 11) tandis que l'autre canal de carbu- rant est relié à la canalisation de décharge ( 17). 13) Dispositif d'injection selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la chambre à pres- sion commandée ( 81) est reliée par un canal ( 89) à un distributeur ( 105) à trois voies duquel partent une canalisation de liaison ( 107) à la canalisation haute pression ( 11) ainsi qu'une canalisation de liaison ( 109) à la canalisation de décharge ( 17). ) Dispositif d'injection selon la reven- dication 13, caractérisé en ce que la décharge de la chambre à pression commandée ( 81) s'effectue à travers un étranglement, tandis que le remplissage de la cham- bre à pression commandée ( 81) s'effectue sans entrave et vite. ) Dispositif d'injection selon la reven- dication 13, caractérisé en ce que la soupape de com- mande ( 105) est une soupape double possédant deux siè- ges coniques, face à face, à chacun desquels aboutit respectivement l'une des canalisations de liaison ( 107, 109) et entre lesquels est monté un corps de soupape de commande ( 111), équipé de portées d'appui coniques disposées face à face et pouvant se déplacer sous l'action d'un positionneur électrique. ) Dispositif d'injection selon la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'une soupape de com- mande de pression ( 10) est intercalée entre la pompe haute pression ( 1) et le collecteur haute pression ( 9). ) Dispositif d'injection selon la reven- dication 15, caractérisé en ce que le positionneur électrique est un électro-aimant. ) Dispositif d'injection selon la reven- dication 15, caractérisé en ce que le positionneur électrique est un transducteur piézo-électrique. ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la canalisation de décharge ( 17) reliée aux injecteurs ( 13) est reliée au collecteur haute pression ( 9) par un morceau de conduit contenant une soupape de commande de pression ( 15). ) Dispositif d'injection selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la canalisation de décharge ( 17) dans la chambre à basse pression ( 3) dé- bouche entre la pompe haute pression ( 1) et une sou- pape anti-retour isolant la chambre à basse pression par rapport à un réservoir de carburant ( 7).