Brevet FR2737536A1 — publié le 19970207

FREIN MOTEUR POUR UN MOTEUR À COMBUSTION INTERNE DIESEL. L'invention concerne un frein moteur pour un moteur à combustion interne Diesel comportant au moins une soupape de changement pour fonctionnement au gaz disposée par cylindre et commandant le changement pour fonctionnement au gaz, ainsi qu'une pompe haute pression qui transporte le carburant et un injecteur avec une conduite d'injection qui lui est reliée, ainsi qu'une vanne de commande, qu'un appareil de commande peut mettre en/hors circuit, pour activer la soupape de changement de fonctionnement au gaz lorsque le temps de compression se trouve au voisinage du point mort haut d'allumage, ainsi qu'un accumulateur commun de haute pression de carburant ou Common-Rail/rail commun, qui est destiné à tous les injecteurs commandés par électrovanne et avec lequel la soupape de changement pour fonctionnement au gaz est reliée pour en permettre la manoeuvre. Des systèmes de frein moteur pour moteurs à combustion interne de véhicules utilitaires, comportant un clapet de frein moteur commandé sur la conduite des gaz d'échappement, sont suffisamment connus. On connaît en outre, pour augmenter encore la puissance du frein moteur, des étranglements constants sous forme de soupapes de décompression qui sont ouvertes en permanence pendant la phase de frein moteur. A partir du document DE 39 04 497 C1 on connait un frein à décompression dans le cas duquel la manoeuvre d'un dispositif hydraulique, et donc la soupape d'échappement, se fait par la pompe d'injection propre du moteur, en ce sens que la liaison d'écoulement à l'injecteur est interrompue par une commande d'interruption de voie, mais qu'elle est toutefois libérée en direction du dispositif hydraulique lorsque le temps de compression se trouve au voisinage du point mort haut d'allumage. On connait en outre un frein à décompression dans le cas duquel est prévu, pour le manoeuvrer, un réservoir commun de haute pression de carburant (Common-Rail/rail commun) qui est prévu pour tous les injecteurs commandés par électrovanne et qui fait en même temps partie du système d'injection du moteur à combustion interne. Ceci rend possible de choisir librement la puissance de freinage par commande de l'instant d'ouverture ou de l'instant de fermeture de la soupape de décompression ou par régulation de la pression du rail, étant précisé qu'une condition préalable nécessaire est qu'aucune injection ne se fasse pendant la phase du frein moteur. Pour manoeuvrer la soupape de décompression, une pression constante élevée du rail arrive en permanence à la soupape de décompression aussi bien pendant le fonctionnement en frein moteur que pendant le fonctionnement au gaz. L'invention a pour but d'améliorer un système de frein moteur du type conforme au modèle en ce sens que, sur toute la plage de vitesses de rotation du moteur à combustion interne, on atteint une puissance de freinage qui s'adapte de façon optimale aux nécessités et que l'on peut choisir librement et qu'est possible une optimisation de la pression de fonctionnement aussi bien en fonctionnement en frein moteur qu'en fonctionnement au gaz. On atteint ce but grâce à un frein moteur pour un moteur à combustion interne Diesel comportant au moins une soupape de changement pour fonctionnement au gaz disposée par cylindre et commandant le changement pour fonctionnement au gaz, ainsi qu'une pompe haute pression qui transporte le carburant et un injecteur avec une conduite d'injection qui lui est reliée, ainsi qu'une vanne de commande, qu'un appareil de commande peut mettre en/hors circuit, pour activer la soupape de changement de fonctionnement au gaz lorsque le temps de compression se trouve au voisinage du point mort haut d'allumage, ainsi qu'un accumulateur commun de haute pression de carburant ou Common- Rail/rail commun qui est destiné à tous les injecteurs commandés par électrovanne et avec lequel la soupape de changement pour fonctionnement au gaz est reliée pour en permettre la manoeuvre, caractérisé par le fait qu'en fonctionnement en frein moteur, la soupape de changement pour fonctionnement au gaz peut être manoeuvrée sous une pression qui règne dans le rail commun et qui se situe au-dessus de la pression nécessaire pour manoeuvrer la soupape de changement pour fonctionnement au gaz en fonctionnement au gaz. Le fait qu'en fonctionnement en frein moteur, la manoeuvre de la soupape de changement pour fonctionnement au gaz se fasse sous une pression régnant dans un accumulateur de haute pression de carburant (CommonRail/rail commun) qui fait en même temps partie du système d'injection du moteur à combustion interne et le fait qu'en fonctionnement normal au gaz, la manoeuvre de la soupape de changement pour fonctionnement au gaz se fasse sous un niveau de pression qui s'écarte de la pression régnant dans le rail, permettent une optimisation en ce qui concerne l'énergie d'entraînement nécessaire. De ce fait, on peut réduire la puissance perdue du moteur à combustion interne pour produire le niveau élevé de pression régnant dans le rail commun, puisqu'en fonctionnement normal au gaz, la soupape de changement pour fonctionnement au gaz peut être manoeuvrée sous un niveau de pression plus faible, de sorte que l'on peut réduire dans une proportion notable la chute de pression dans le rail. De préférence, dans une liaison d'écoulement entre le rail commun et la soupape de changement pour fonctionnement au gaz est prévu un dispositif de commutation qui peut commuter sur une liaison d'écoulement entre un réservoir de carburant et la soupape de changement pour fonctionnement au gaz. De préférence, le dispositif de commutation est conçu sou forme d'un robinet distributeur 3/2. De préférence, en fonctionnement au gaz, la soupape de changement pour fonctionnement au gaz peut être commandée par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation, reliée au réservoir de carburant (18), qui est reliée à une pompe de pression réglable. De préférence, la pompe de pression présente une plage de travail allant de 150 à 350 bars. De préférence, en aval du dispositif de commutation est montée une vanne de régulation d'o bifurque au moins une conduite de retour conduisant au réservoir de carburant. L'invention est représentée sur le dessin et expliquée en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple préféré de réalisation. La figure 1 représente un système de frein moteur conforme à l'invention comportant une soupape d'injection et une soupape de changement pour fonctionnement au gaz. La figure 1 représente un système de frein moteur pour moteur à combustion interne Diesel dans le cas duquel une pompe de haute pression réglable 11 envoie en permanence du carburant sous haute pression dans un accumulateur de haute pression de carburant 12 qui est conçu en tant que conduite d'alimentation commune (Common-Rail/rail commun) pour des injecteurs 13 commandés par électrovanne. Pour chaque cylindre est prévue, à côté de l'injecteur 13, une soupape de changement pour fonctionnement au gaz 14 qui est conçue en tant que soupape d'admission et d'échappement commandant le changement pour fonctionnement au gaz. Pour la commander est prévue une vanne de commande 15 avec laquelle la soupape de changement pour fonctionnement au gaz 14 peut être placée en position d'ouverture et en position de fermeture. En aval du rail commun 12 est prévu, sur une conduite d'alimentation 16 qui relie la soupape de changement pour fonctionnement au gaz 14 avec le rail commun 12, un dispositif de commutation 17 conçu sous forme d'un robinet distributeur 3/2. Le robinet distributeur 3/2 17 commande la liaison d'écoulement entre le rail commun 12 et la vanne de commande 15 ainsi qu'une liaison d'écoulement entre un réservoir de carburant 18 et la soupape de changement pour fonctionnement au gaz 14. En fonctionnement normal au gaz, le robinet distributeur 3/2 17 se trouve dans une position de travail 21 dans laquelle est réalisée une liaison directe entre le réservoir de carburant 18 et la soupape de changement pour fonctionnement au gaz 14. Une pompe de pression réglable 23, disposée sur une conduite de liaison 22, envoie par exemple le carburant sous une pression de 200 à 300 bars et garantit ainsi l'aptitude au fonctionnement dans tous les domaines de fonctionnement au gaz pour le moteur à combustion interne. En fonctionnement en frein moteur, le robinet distributeur 3/2 17 présente une position de travail 19 dans laquelle est réalisée une liaison d'écoulement directe entre le rail commun 12 et la soupape de changement pour fonctionnement au gaz 14. De ce fait, le niveau de pression qui règne dans le rail commun 12 et peut valoir par exemple plus de 1000 bars arrive à la soupape de changement pour fonctionnement au gaz 14. On peut de ce fait disposer des forces réglantes élevées nécessaires, en fonctionnement en frein moteur, pour ouvrir la soupape d'échappement 14 à l'encontre de la pression de compression régnant dans la chambre de combustion du moteur au voisinage du point mort haut d'allumage. Grâce à la manoeuvre de la soupape de changement pour fonctionnement au gaz par la pression régnant dans le rail, en fonctionnement en frein moteur, il est possible d'ouvrir, totalement ou partiellement, la soupape d'échappement 14 à l'encontre de la pression de compression, de sorte que la pompe haute pression de carburant 11 du rail commun 12 ne doit amener que la quantité de carburant nécessaire pour la manoeuvre de la soupape d'échappement puisque l'on n'injecte pas de carburant en fonctionnement en frein moteur. Grâce au dispositif de commutation 17, prévu entre le rail commun 12 et la soupape de changement pour fonctionnement au gaz 14, un fonctionnement optimal est rendu possible en ce qui concerne l'énergie d'entraînement nécessaire, puisque l'énergie nécessaire pour entraîner la pompe haute pression 11 n'intervient qu'en fonctionnement en frein moteur et non en fonctionnement normal. En fonctionnement normal seule travaille la pompe de pression 23 qui nécessite moins d'énergie pour produire une pression moindre. Le dispositif, mentionné ci-dessus, présente donc l'avantage que la manoeuvre de la soupape de changement pour fonctionnement au gaz, et son alimentation en pression, peuvent être conçues sur les conditions de fonctionnement normal des moteurs à combustion interne. En outre, la commutation entre les deux systèmes d'alimentation en pression, c'est-àdire l'alimentation en pression régnant dans le rail et l'alimentation par l'intermédiaire de la pompe de pression 23, peut se faire par un robinet distributeur 3/2 commun 17 qui peut être alimenté en commun pour le moteur commun de toutes les soupapes d'échappement 14. Bien entendu, un dispositif de commutation 17 du type placé entre le rail commun 12 et la soupape de changement pour fonctionnement au gaz 14 peut également être prévu entre d'autres composants d'un moteur à combustion interne qui peuvent être manoeuvrés par la pression du carburant. Ceci peut être par exemple une soupape de décompression disposée en plus des soupapes d'admission et d'échappement 14 commandant le changement pour fonctionnement au gaz. Entre le dispositif de commutation 17 et la soupape de changement pour fonctionnement au gaz 14 est par exemple prévu un autre robinet distributeur 3/2 24 qui réalise une liaison avec une conduite basse pression 26. Cette conduite basse pression 26 conduit au réservoir de carburant 18. On obtient de ce fait un retour du carburant dans le réservoir de carburant 18. La régulation de la puissance de freinage peut se faire par régulation de la pression régnant dans l'accumulateur de pression du carburant ou pression régnant dans le rail par commande de l'instant d'ouverture ou de fermeture ou bien par activation sélective de différents cylindres du moteur à combustion interne. REVENDICATIONS 1. Frein moteur pour un moteur à combustion interne Diesel comportant au moins une soupape de changement pour fonctionnement au gaz (14) disposée par cylindre et commandant le changement pour fonctionnement au gaz, ainsi qu'une pompe haute pression (11) qui transporte le carburant et un injecteur (13) avec une conduite d'injection (27) qui lui est reliée, ainsi qu'une vanne de commande (15), qu'un appareil de commande peut mettre en/hors circuit, pour activer la soupape de changement de fonctionnement au gaz (14) lorsque le temps de compression se trouve au voisinage du point mort haut d'allumage, ainsi qu'un accumulateur commun de haute pression de carburant ou Common- Rail/rail commun (12), qui est destiné à tous les injecteurs (13) commandés par électrovanne et avec lequel la soupape de changement pour fonctionnement au gaz (14) est reliée epour en permettre la manoeuvre (15), caractérisé par le fait qu'en fonctionnement en frein moteur (19), la soupape de changement pour fonctionnement au gaz (14) peut être manoeuvrée sous une pression (conduite d'alimentation 16) qui règne dans le rail commun (12) et qui se situe au-dessus de la pression (22) nécessaire pour manoeuvrer (15) la soupape de changement pour fonctionnement au gaz (14) en fonctionnement au gaz (21). 2. Frein moteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans une liaison d'écoulement (conduite d'alimentation 16) entre le rail commun (12) et la soupape de changement pour fonctionnement au gaz (14) est prévu un dispositif de commutation (17) qui peut commuter sur une liaison d'écoulement (22) entre un réservoir de carburant (18) et la soupape de changement pour fonctionnement au gaz (14). 3. Frein moteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif de commutation (17) est conçu sou forme d'un robinet distributeur 3/2. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'en fonctionnement au gaz, la soupape de changement pour fonctionnement au gaz (14) peut être commandée par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation (22), reliée au réservoir de carburant (18), qui est reliée à une pompe de pression réglable (23). 5. Frein moteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la pompe de pression (23) présente une plage de travail allant de 150 à 350 bars. 6. Frein moteur selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'en aval du dispositif de commutation (17) est montée une vanne de régulation (24) d'o bifurque au moins une conduite de retour (26) conduisant au réservoir de carburant (18).