Brevet FR2721660A1 — publié le 19951229

La présente invention concerne une installation d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne comportant une pompe à carburant servant à entraîner le carburant pour l'introduire dans un injecteur prévu pour le liquide et a trait en outre à un procédé pour injecter du carburant dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, comportant un dispositif de pompes à carburant et un injecteur comportant une aiguille, et un dispositif supplémentaire pour injecter un liquide supplémentaire dans la chambre de combustion à l'aide d'une pompe supplémentaire, qui entraîne le liquide supplémen- taire, par l'intermédiaire d'une soupape antiretour, pour l'introduire dans une chambre de pression de l'injecteur, située du côté de l'aiguille, le dispositif de pompes à carburant étant constitué par une pompe amont et par une pompe à haute pression, tandis qu'une soupape de commande est disposée entre la pompe amont et la pompe à haute pression. D'après la demande de brevet allemand publiée DE- OS 22 52 307, on connaît une telle installation d'injection de carburant, dans laquelle la pompe à carburant agissant en tant que pompe d'injection commandée par une hélice, envoie du carburant sous une pression élevée à un injecteur qui sert à injecter deux produits, dans lequel de l'eau est introduite en tant que liquide supplémentaire. Dès que la pression d'ouverture de l'aiguille de l'injecteur de liquide est atteinte, le carburant et l'eau sont injectés. L'injection réitérée d'eau s'effectue à un instant auquel la pression diminue dans la canalisation d'envoi du carburant, qui aboutit à l'injecteur servant à injecter deux produits, sous l'effet du déplacement rétrograde de la soupape antiretour. En raison de la chute de pression produite, une quantité déterminée d'eau est introduite dans la canalisation d'alimentation à partir du réservoir d'eau par l'intermédiaire d'une soupape antiretour et est mélangée au carburant pour l'injection immédiatement suivante. Dans la canalisation d'amenée qui véhicule l'eau est prévue une soupape de sectionnement ou de commande, qui s'ouvre ou se ferme en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne. Dans cette installation d'injection de carburant, une pompe d'injection, qui commande la quantité injectée, est associée en tant que pompe à haute pression à l'injec- teur qui sert à injecter deux produits. L'invention a pour but de prévoir, dans l'instal- lation d'injection de carburant du type indiqué, des dispositions permettant l'utilisation d'une simple pompe de refoulement et permettant, du point de vue construction, une simplification des moyens nécessaires pour l'insertion du liquide supplémentaire. En outre, l'alimentation en carburant de plusieurs injecteurs, qui servent à injecter deux produits, peut être réalisée à l'aide d'une seule pompe à carburant. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que pendant la course d'aspiration de la pompe à haute pression, la soupape de commande reste temporairement fermée et le liquide supplémentaire situé dans la canalisation de carburant, aboutissant à l'ouverture de l'injecteur, est introduit en avant du carburant. Selon une autre caractéristique du procédé, la soupape de commande peut être commandée en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne diesel. Selon une autre caractéristique du procédé, la pression d'entraînement du carburant, qui est produite par la pompe amont, est nettement inférieure à la pression produite par la pompe supplémentaire. Selon une autre caractéristique du procédé, le liquide supplémentaire est de l'eau. L'invention a trait en outre à une installation d'injection de carburant pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, caractérisée en ce que la pompe à haute pression et l'injecteur sont disposés dans un boîtier commun et que l'espace de travail de la pompe à haute pression est disposé dans une liaison ouverte entre la soupape de commande et la chambre de pression. Selon une autre caractéristique de cette ins- tallation, liquide supplémentaire est envoyé à un espace annulaire, qui entoure l'aiguille de l'injecteur et est située entre la chambre de pression et l'injecteur. Grâce à la réunion de la soupape de commande à la soupape antiretour on obtient, en dehors d'une économie de place, également une dépense réduite du point de vue construction. Grâce à l'utilisation d'une pompe à carburant non réglée, qui produit seulement une pression de refoulement plus faible et qui convient pour des systèmes dit Common-Rail (c'est-à-dire à canalisation commune d'ali- mentation) à basse pression ainsi que pour l'alimentation en carburant de plusieurs injecteurs qui servent à injecter deux produits, on évite des problèmes d'étanchéité dans les ensembles de canalisations ou les liaisons entre les canalisations. La pression d'injection nécessaire est produite par le piston multiplicateur de pression, qui est logé dans l'injecteur qui sert à injecter deux produits. L'entraînement du liquide supplémentaire est assuré par une pompe d'entraînement de faible puissance, qui doit seulement délivrer une pression de refoulement inférieure à la faible pression de refoulement de la pompe à carburant. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence au dessin annexé, dont la figure unique représente un exemple de réalisation de l'invention. Une installation d'injection de carburant 1 réalisée sous la forme d'un système utilisant deux produits pour le moteur diesel comprend une pompe à carburant 2, qui entraîne le carburant diesel, une canalisation commune d'alimentation ("Common-Rail" indiquée plus haut) pour des injecteurs 4 injectant deux produits et qui sont commandés par une soupape magnétique, et d'une pompe d'entrainement de faible puissance 5, qui refoule un liquide supplémen- taire. Ici on prévoit de l'eau comme liquide supplé- mentaire. L'injecteur 4, qui sert à injecter deux produits, comprend une aiguille 6, qui, pour la pression d'ouverture, s'écarte de son siège 8 à l'encontre de la force d'un ressort 7 et en sens opposé de la direction d'écoulement du carburant, et un piston multiplicateur de pression 9 ainsi qu'une soupape 11, qui peut être influencée par un électroaimant 10, est chargée par un ressort et peut être commandée par un appareil de commande électronique 12, qui travaille en fonction de paramètres de fonctionnement et libère ou interrompt la liaison d'écoulement depuis un circuit d'huile placé sous haute pression en direction du piston multiplicateur de pression 9. Le piston multiplicateur de pression 9 limite un espace de travail 13, qui est relié à une canalisation d'envoi de carburant 15, qui part de la pompe à carburant 2 et aboutit à une chambre de pression 14, qui entoure l'aiguille 6 de l'injecteur. La canalisation d'envoi de carburant 15 est subdivisée en une canalisation d'entraînement 15a, qui relie la pompe à carburant 2 à la canalisation d'alimentation 3, en une canalisation de commande 15b, qui contient une soupape de commande 16 et qui relie la canalisation d'alimentation 3 à la chambre de travail 13 de l'injecteur 4, qui sert à injecter deux produits, et enfin en une canalisation à haute pression 15c, qui relie la chambre de travail 13 à la chambre de pression 14. La soupape de commande 16 ferme, à l'opposé de la direction d'écoulement du carburant, la canalisation de commande 15b, l'actionnement de la soupape de commande 16 s'effectuant à l'aide d'un actionneur 17. L'actionneur 17 peut être réalisé sous la forme d'un électroaimant ou d'un élément piézoélectrique et est commandé par l'appareil de commande électronique 12. L'alimentation en eau s'effectue par l'intermé- diaire de la pompe d'entraînement 15, qui aspire de l'eau à partir d'un réservoir 18 et l'entraîne par l'intermédiaire d'une canalisation d'alimentation 19 pour l'introduire, par l'intermédiaire d'une soupape antiretour 20, dans une chambre annulaire 22 formée par l'aiguille 6 de l'injecteur et le corps de soupape 21, au-dessous de la chambre de pression 14. Fonctionnement du système utilisant deux produits en tant que système "Common-Rail" à basse pression compor- tant le piston multiplicateur: L'insertion de l'eau s'effectue pendant le déplacement rétrograde du piston multiplicateur de pression 9, qui est déchargé du point de vue pression. Sous l'effet du maintien à l'état fermé de la soupape de commande 16 à l'aide de l'actionneur 17, pendant le déplacement rétrograde du piston multiplicateur de pression 9, dans la chambre 13 il apparaît une dépression qui a pour effet que l'eau, qui est appliquée avec une pression d'environ 2.105 Pa dans la canalisation d'alimentation 19, est aspirée par l'intermédiaire de la soupape antiretour 20 dans la chambre annulaire 22 du corps 21 de l'injecteur. Une libération (ouverture) de la soupape de commande 16 permet d'arrêter l'introduction d'eau étant donné qu'à partir de cet instant le carburant entraîné par la pompe à carburant 2 remplit l'espace de travail 13 et y supprime la dépression. L'entraînement du carburant, qui est égal à environ 3.105 Pa, est supérieur à la pression d'alimenta- tion en eau, de manière à garantir que lors de l'ouverture de la soupape de commande 16, du carburant ne pénètre pas immédiatement dans la chambre de travail 13 et n'interrompe l'introduction d'eau. La quantité d'eau introduite peut être commandée par l'actionneur 17. La pression d'injection élevée, qui est ensuite nécessaire, au niveau de l'aiguille 6 de l'injecteur est produite par un circuit d'huile séparé (non représenté) et par le piston multiplicateur 9 dans l'injecteur respectif, qui sert à injecter le produit, par le fait que la commande est réalisée par la soupape 11 actionnée par l'électroaimant 10, par l'intermédiaire d'une canalisation d'huile 23 reliée au circuit d'huile, et que le piston multiplicateur de pression 9 est chargé sur le côté retour de son élément de piston qui est d'un diamètre plus important. Sous l'effet de sa course de travail, le volume situé dans la chambre de travail 13 est refoulé. Après fermeture de la soupape de commande 16, la pression dans la chambre de travail 13 augmente jusqu'à la pression d'ouverture de l'aiguille de soupape. L'injection commune de carburant et d'eau s'effectue alors. L'injection est terminée lorsque la soupape 11 dans sa position initiale et le côté arrière du piston multiplicateur de pression 9 sont reliés à un circuit de retour d'huile sans pression (non représenté) et sont déchargés. REVENDICATIONS 1. Procédé pour injecter du carburant dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, comportant un dispositif de pompes à carburant (2,9) et un injecteur (4) comportant une aiguille (6), et un dispositif supplémentaire pour injecter un liquide supplémentaire dans la chambre de combustion à l'aide d'une pompe supplémen- taire (5), qui entraîne le liquide supplémentaire, par l'intermédiaire d'une soupape antiretour (20), pour l'introduire dans une chambre de pression (14) de l'injecteur, située du côté de l'aiguille, le dispositif de pompes à carburant (2,9) étant constitué par une pompe amont (2) et par une pompe à haute pression (9), tandis qu'une soupape de commande (16) est disposée entre la pompe amont (2) et la pompe à haute pression (9), caractérisé en ce que pendant la course d'aspiration de la pompe à haute pression, la soupape de commande (16) reste temporairement fermée et le liquide supplémentaire situé dans la canalisation de carburant (15), aboutissant à l'ouverture de l'injecteur, est introduit en avant du carburant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape de commande (16) peut être commandée en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne diesel. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression d'entraînement du carburant, qui est produite par la pompe amont (2), est nettement inférieure à la pression produite par la pompe supplémentaire (5). 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide supplémentaire est de l'eau. 5. Installation d'injection de carburant pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pompe à haute pression (9) et l'injecteur sont disposés dans un boîtier commun et que l'espace de travail (13) de la pompe à haute pression (9) est disposé dans une liaison ouverte entre la soupape de commande (16) et la chambre de pression (14). 6. Installation d'injection de carburant selon la revendication 5, caractérisée en ce que le liquide supplé- mentaire est envoyé à un espace annulaire (22), qui entoure l'aiguille (6) de l'injecteur et est située entre la chambre de pression (14) et l'injecteur.