Brevet FR2747733A1 — publié le 19971024

Frein moteur pour un moteur à combustion interne diesel multicylindrique L'invention se rapporte à un frein moteur pour un moteur à combustion interne multicylindrique comprenant, pour chaque cylindre, une soupape d'admission et une soupape d'échappement montées dans la culasse et qui commandent la distribution des gaz, ainsi que des pompes à haute pression réparties, dont au moins une est prévue pour le transport du carburant et au moins une en tant qu'émetteur hydraulique pour des dispositifs d'actionnement hydromecaniques, les soupapes de décompression qui peuvent être actionnées par ces dispositifs d'actionnement dans le mode frein moteur étant maintenues ouvertes pendant le temps de compression dans la région du point mort haut d'allumage. Les systèmes de frein moteur habituels pour moteurs à combustion interne de véhicules utilitaires sont composés d'un volet de frein moteur disposé dans le circuit des gaz d'échappement et, en outre, pour un accroissement additionnel de la puissance du frein moteur, d'un étranglement jouant le rôle de soupape de décompression, qui est constamment ouvert par commande pneumatique pendant la phase de frein moteur. Une nouvelle amélioration de la puissance du frein moteur est indiquée dans le document EP 0 608 521 Ai, dans lequel un frein à décompression comprend un dispositif d'actionnement hydromecanique pour la commande d'une soupape de distribution des gaz, côté échappement, du moteur à combustion interne. La commande du dispositif d'actionnement et, de ce fait, de la soupape d'échappement, est réalisée par la pompe d'injection propre au moteur, qui renferme, dans une conduite d'injection qui mène à l'injecteur, un organe de commutation jouant le rôle de distributeur, qui libère, soit la voie menant à l'injecteur pour le transport du carburant, soit la voie passant par une conduite de commande pour le dispositif d'actionnement hydropneumatique. L'injecteur et le dispositif d'actionnement sont associés à des cylindres différents. L'invention vise à prévoir, sur un moteur à combustion interne diesel multicylindrique possédant un système de frein moteur et un système d'injection de carburant, ainsi qu'un nombre donné de pompes à haute pression, des dispositions par lesquelles, pour tenir compte de l'agencement du système d'injection de carburant et du système de frein moteur, des simplifications de construction, ainsi qu'un encombrement de construction réduit. Par ailleurs, le système de frein moteur doit aussi être approprié pour des systèmes d'injection de carburant qui comprennent un accumulateur de haute pression de carburant constituant une conduite d'alimentation commune (Common Rail) pour des injecteurs commandés par des électrovannes. Ce système est résolu par le fait que les pompes à haute pression sont constituées par des pompes encastrées et que chaque pompe encastrée qui se comporte comme un émetteur hydraulique pour les dispositifs d'actionnement hydromécaniques est associée à deux dispositifs d'actionnement de cylindres différents et peut être entraînée par une came double. Grâce au dispositif selon l'invention, on obtient une séparation nette entre le système d'injection de carburant et le système de frein moteur. On utilise pas d'organe de commutation sujet aux pannes en tant qu'organe de distribution dans la conduite de commande commune prévue pour deux dispositifs d'actionnement. La pompe à haute pression entraînée par une came double actionne l'un après l'autre les dispositifs d'actionnement qui lui sont associés et, de cette façon, les soupapes de décompression qui se comportent dans ce cas comme des soupapes de frein moteur, de sorte que les deux soupapes de frein moteur reliées à la conduite de commande commune sont activées en alternance dans la région du point mort haut de compression et dans la région du point mort haut d'échappement. L'actionnement dans la région du point mort haut d'échappement n'a pratiquement aucune influence sur la puissance du frein moteur puisque la soupape d'échappement est déjà ouverte. On obtient au total, en particulier lorsqu'on passe de la technologie des pompes encastrées déjà connues, c'est-à- dire des pompes encastrées individuelles pour chaque cylindre, à la technologie du Common Rail, donc à au moins une pompe encastrée pour un moteur à quatre cylindres ou à deux pompes encastrées pour un moteur à six cylindres ou plus de six cylindres, le grand avantage consistant en ce que le passage peut être exécuté sans modification constructive du bloc cylindre puisque les perçages de logement prévus pour les pompes encastrées qui étaient précédemment utilisées pour l'alimentation en haute pression et qui sont maintenant libérés, peuvent être utilisés comme logements pour des pompes encastrées qui, maintenant, sont transférées à la fonction d'émetteurs hydrauliques pour le système de frein moteur. Grâce à la séparation nette entre le système d'injection et le système de frein moteur, on peut utiliser comme milieu de sollicitation pour les dispositifs d'actionnement la pression d'huile moteur qui est habituelle pour les systèmes de frein moteur classiques. L'invention est illustrée par le dessin et elle est décrite de façon plus détaillée dans ce qui suit à propos d'exemple de réalisation représenté sur le dessin. Sur ce dessin, constituant une représentation schématique, La figure 1 représente le système de frein moteur selon l'invention sur un moteur à combustion interne à quatre cylindres, et La figure 2 représente le système de frein moteur sur un moteur à combustion interne à six cylindres. Un moteur à combustion interne diesel à quatre cylindres 1 prévu pour des véhicules utilitaires, représenté sur la figure 1, comprend un système d'injection de carburant 2 dans la forme de constitution du système Common Rail, comprenant une conduite d'alimentation commune 3 qui se comporte comme un accumulateur de haute pression pour tous les injecteurs 4 commandés par des électrovannes, ainsi qu'un système de frein moteur 5 entièrement dissocié du système Common Rail. Le bloc cylindres 6 du moteur à combustion interne diesel 1 à quatre cylindres est muni de quatre perçages de logement, non représentés en détail, pour des pompes à haute pression, qui sont constituées par des pompes encastrées, dont les pompes encastrées désignées par 7 et 8 sont exclusivement des éléments fonctionnels du système de frein moteur tandis que la pompe encastrée désignée par 9 est exclusivement prévue pour l'alimentation à haute pression de la conduite d'alimentation 3. La pompe encastrée 9 est entraînée par une came quadruple 10 appartenant à un arbre à cames 11; toutefois, on peut aussi utiliser deux pompes encastrées dont l'entraînement correspondant est une came double ou, dans le cas de moteurs à combustion interne à six cylindres, une came triple (non représentée). Un système de frein moteur pour un moteur à combustion interne à quatre cylindres comprend, en supplément des deux pompes encastrées 7 et 8 pour toutes les soupapes de décompression 12, quatre dispositifs d'actionnement 13, 14, , 16, ainsi que des conduites de commande 17, 18 disposées par paires dont la conduite de commande commune 17, avec ses segments de conduite 17a et 17b, relie la première pompe encastrée entraînée par une came double, aux deux dispositifs d'actionnement 13, 14, et la conduite de commande commune 18, avec ses segments de conduite 18a et 18b, relie la deuxième pompe encastrée 8 commandée par une came double, aux dispositifs d'actionnement 15, 16. La production de pression, la commande en phase, ainsi que la régulation de la puissance de freinage pour deux cylindres décalés en allumage de 360 d'angle du vilebrequin (AV) est ainsi assurée par une unique pompe encastrée qui est actionnée par la came double 19 présentant un écart angulaire de came de 180 , ce qui signifie que les deux soupapes de décompression qui sont reliées à une conduite de commande commune sont actionnées alternativement dans la région du point mort haut de compression et dans la région du point mort haut d'échappement. Le moteur à combustion interne à quatre cylindres possédant les cylindres désignés par I, II, III, IV et l'ordre d'allumage I, III, IV, II, présente le branchement de conduites suivant dans le système de frein moteur: La première pompe encastrée 7 est reliée, par la conduite de commande commune 17, aux dispositifs d'actionnement 13, 14 des cylindres I et IV et l'autre pompe encastrée 8 est reliée par la conduite de commande commune 18 aux dispositifs d'actionnement 15, 16 des cylindres II et III. Les soupapes de décompression 12 représentées peuvent en même temps être des soupapes d'échappement qui commandent la distribution des gaz, ou encore des soupapes séparées physiquement des soupapes d'échappement. Pour l'alimentation en pression du dispositif d'actionnement composé du piston hydraulique et du cylindre hydraulique, on ne se sert pas de la haute pression du rail, qui est, par exemple, de plus de 1000 bars, mais on utilise comme pression de commande la pression d'huile moteur relativement basse. De cette façon, on évite le problème des fuites internes dans la commande des dispositifs d'actionnement. Dans un moteur à combustion interne diesel à six cylindres représenté sur la figure 2, comprenant les cylindres désignés par I, II, III, IV, V, VI et présentant l'ordre d'allumage I, V, III, VI, II, IV, le tracé des communications par conduites dans le système de frein moteur est le suivant: La première pompe encastrée 21 est reliée, par la conduite de commande commune 22 et ses segments de conduites 22a et 22b, aux dispositifs d'actionnement 23, 24 des cylindres I et IV, la deuxième pompe encastrée 25 est reliée, par la conduite de commande 26 et ses segments de conduite 26a, 26b, aux dispositifs d'actionnement 27, 28 des cylindres II et V et la troisième pompe encastrée 29 est reliée, par la conduite de commande 30 et ses segments de conduite 30a et b, aux dispositifs d'actionnement 31, 32 aux cylindres III et IV. Chacune de ces pompes encastrées est entraînée par une came double 33. Pour l'alimentation en haute pression de la conduite d'alimentation 34 (rail), on utilise deux pompes encastrées 35, 36 qui sont entraînées chacune par une came triple. Ici aussi, la régulation de la puissance de freinage est assurée, pour chaque ensemble de deux cylindres décalés en allumage de 360 d'angle de vilebrequin (AV), par une pompe encastrée qui est actionnée par une came triple ayant un intervalle angulaire entre lobes de 120 . On peut aussi réaliser des conduites de commande disposées par paires ou communes utilisées comme liaisons par conduites entre une pompe encastrée et deux dispositifs d'actionnement, dans un moteur à combustion interne à huit ou plus de huit cylindres. Dans le moteur à combustion interne à huit cylindres, il suffit encore de deux pompes encastrées pour l'alimentation à haute pression de la conduite d'alimentation. Comme entraînement pour ces deux pompes encastrées, on utilise pour chacune une came quadruple (non représentée). Sur la figure 1, on a encore désigné par 37 un réservoir de carburant et par 38 une pompe d'alimentation qui envoie le carburant à la pompe encastrée 9 du moteur à combustion interne à quatre cylindres tandis qu'une pompe à huile sous pression 39 aspire de l'huile dans un réservoir d'huile 40 et l'envoie aux pompes encastrées 7 et 8 prévues pour le système de frein moteur. Sur la figure 2, on a représenté le système de frein moteur pour un moteur à combustion interne à six cylindres, dans lequel on désigne par 41 un réservoir de carburant et par 42 une pompe d'alimentation, qui alimente les deux pompes encastrées 35, 36 en carburant. On a désigné par 43 une pompe à huile sous pression qui aspire l'huile dans un réservoir d'huile 44 et l'envoie aux pompes encastrées 21, 25 et 29. Pour l'alimentation des pompes à haute pression prévues pour l'actionnement des soupapes de décompression, on peut éventuellement utiliser, en remplacement de l'huile, également du carburant pris sur le système du carburant à basse pression commun du système d'injection de carburant. REVENDICATIONS 1. Frein moteur pour un moteur à combustion interne multicylindrique comprenant, pour chaque cylindre, une soupape d'admission et une soupape d'échappement montées dans la culasse et qui commandent la distribution des gaz, ainsi que des pompes à haute pression réparties, dont au moins une est prévue pour le transport du carburant et au moins une en tant qu'émetteur hydraulique pour des dispositifs d'actionnement hydromecaniques, les soupapes de décompression qui peuvent être actionnées par ces dispositifs d'actionnement dans le mode frein moteur étant maintenues ouvertes pendant le temps de compression dans la région du point mort haut d'allumage, caractérisé en ce que les pompes à haute pression sont constituées par des pompes encastrées et que chaque pompe encastrée (7, 8; 21, 25, 29) qui se comporte comme un émetteur hydraulique pour les dispositifs d'actionnement hydromecaniques (13, 14, 15, 16; 23, 24, 27, 28, 31, 32) est associée à deux dispositifs d'actionnement de cylindres différents et peut être entraînée par une came double (19; 33). 2. Frein moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux dispositifs d'actionnement appartenant à des cylindres différents sont reliés par une conduite de commande commune à une pompe encastrée qui leur correspond respectivement. 3. Frein moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans un moteur à combustion interne à quatre cylindres présentant l'ordre d'allumage I, III, IV, II et deux cylindres décalés en allumage de 360 d'angle de vilebrequin, la conduite de commande commune (17) d'une pompe encastrée (7) est associée aux cylindres I et IV et la conduite de commande (18) de l'autre pompe encastrée (8) est associée aux cylindres II et III. 4. Frein moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans un moteur à combustion interne a six cylindres ayant un ordre d'allumage I, V, III, VI, II, IV et des cylindres décalés en allumage de 360 d'angle de vilebrequin, les conduites de commande communes (22, 26, 30) des pompes encastrées correspondantes (21, 25, 29) sont associées respectivement aux cylindres I et VI, II et V, III et IV.