Brevet FR2754567A1 — publié le 19980417

La présente invention concerne un système d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne. Plus particulierement, l'invention concerne un système d'injection du type comportant - un réservoir de carburant, - des moyens d'accumulation sous pression de carburant, - des moyens de raccordement des moyens d'accumulation sous pression de carburant à des moyens d'injection de carburant dans le moteur, et - une vanne de commande implantée entre les moyens de raccordement et le réservoir de carburant et reliée à des moyens de commande de celle-ci à l'ouverture et à la fermeture pour engendrer par effet de coup de bélier, une onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement jusqu'aux moyens d'injection, permettant d'injecter du carburant dans le moteur. La Demanderesse a déjà décrit dans la demande de brevet français n" 95 12 528, déposée le 24 octobre 1995, un tel système qui comporte en outre des moyens de commande de la pression de carburant dans les moyens d'accumulation, pour permettre un réglage de l'amplitude de l'onde de pression de carburant dans les moyens d'injection et donc de la quantité de carburant injectée dans le moteur, en fonction des conditions de fonctionnement de celui-ci. D'une façon générale, dans ce document et dans d'autres documents de l'état de la technique, les différents moyens entrant dans la constitution d'un tel système sont implantés de manière distincte et séparée les uns par rapport aux autres autour du moteur. On conçoit que ceci présente un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de l'encombrement et de la complexité d'implantation et de raccordement de ces différents moyens. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un système d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne, du type comportant - un réservoir de carburant, - des moyens d'accumulation sous pression de carburant, - des moyens de raccordement des moyens d'accumulation sous pression de carburant à des moyens d'injection de carburant dans le moteur, et - une vanne de commande implantée entre les moyens de raccordement et le réservoir de carburant et reliée à des moyens de commande de celle-ci à l'ouverture et à la fermeture pour engendrer par effet de coup de bélier, une onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement jusqu'aux moyens d'injection, permettant d'injecter du carburant dans le moteur, caractérisé en ce qu'il comporte un corps d'injecteur adapté pour être fixé sur le moteur et dans lequel sont disposés, à une extrémité, les moyens d'injection et à une autre extrémité, la vanne de commande, et en ce que les moyens de raccordement comprennent une portion de conduit d'accélération du carburant, disposée en hélice autour de l'axe du corps d'injecteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l représente un schéma synoptique illustrant la structure d'un exemple de réalisation d'un système d'injection, par effet de coup de bélier, de carburant dans un moteur à combustion interne, selon l'invention; et - la Fig.2 représente une vue en coupe d'un corps d'injecteur entrant dans la constitution d'un tel système. On reconnaît en effet sur cette figure 1, un système d'injection de carburant par effet de coup de bélier, dans un moteur à combustion interne, qui comporte un réservoir de carburant, désigné par la référence générale 1, des moyens d'accumulation sous pression de carburant, désignés par la référence générale 2 et comprenant un accumulateur sous pression 3 de carburant, une pompe à carburant 4, un filtre 5 et des moyens de régulation de pression 6, connectés en parallèle entre la sortie de la pompe à carburant 4 et le réservoir de carburant 1. Par ailleurs, des moyens de raccordement désignés par la référence générale 7 et comprenant par exemple une portion de conduit d'accélération de carburant, qui sera décrite plus en détail par la suite, sont interposés entre les moyens d'accumulation 2 et des moyens d'injection de carburant dans le moteur, désignés par la référence générale 8 sur cette figure. Des moyens d'amortissement désignés par la référence générale 9 sur cette figure, peuvent également être disposés dans ces moyens de raccordement 7. Une vanne de commande désignée par la référence générale 10 est également interposée entre les moyens de raccordement 7 et le réservoir de carburant 1. Cette vanne de commande est reliée à des moyens de commande désignés de façon générale par la référence 11 sur cette figure, permettant de commander celle-ci à l'ouverture et à la fermeture, pour engendrer, par effet de coup de bélier, une onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement 7, ce qui permet d'injecter du carburant dans le moteur, grâce aux moyens d'injection 8. Ces moyens de commande 11 comportent une unité de traitement d'informations désignée par la référence générale 12 sur cette figure, par exemple à base de microcontrôleur et associée à des moyens de stockage 13 d'une cartographie d'injection. Comme cela a été indiqué dans le document mentionné précédemment, le système d'injection comporte également des moyens de commande de la pression de carburant dans les moyens d'accumulation 2, pour permettre un réglage de l'amplitude de l'onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement 7 et donc de la quantité de carburant injectée dans le moteur par les moyens d'injection 8, en fonction des conditions de fonctionnement de celui-ci. Ces conditions de fonctionnement du moteur peuvent par exemple comporter des informations de régime et de charge de fonctionnement de celui-ci. Dans ce cas, l'unité de traitement d'informations 12 décrite précédemment est raccordée de façon classique à des moyens de détermination du régime et de la charge de fonctionnement du moteur, ces moyens pouvant présenter n importe quelle structure appropriée connue dans l'état de la technique. Cette unité de traitement d'informations 12 peut alors être reliée à travers des moyens d'interface classiques à la pompe à carburant 4 pour piloter le fonctionnement de celle-ci, afin de commander la pression de carburant dans les moyens d'accumulation 2 et plus particulièrement dans l'accumulateur 3. Cette commande du fonctionnement de la pompe peut par exemple être assurée en boucle ouverte ou en boucle fermée et dans ce dernier cas, l'unité de traitement d'informations 12 reçoit une information de pression à partir d'un capteur de pression par exemple 14, associé à l'accumulateur 3. On ne reviendra pas plus précisément sur le fonctionnement d'un tel système qui est décrit en détail dans le document mentionné précédemment. On notera simplement que lorsque la vanne de commande 10 est ouverte, du carburant circule entre les moyens d'accumulation sous pression de carburant 2 et le réservoir 1 en passant dans les moyens d'amortissement 9, les moyens de raccordement 7 et cette vanne de commande 10. Lors du pilotage de la vanne de commande 10 à la fermeture, on engendre par effet de coup de bélier, une onde de pression de carburant dans ces moyens de raccordement, jusqu'aux moyens d'injection, ce qui permet d'injecter du carburant dans le moteur. On a représenté sur la figure 2, un exemple de réalisation d'une partie d'un tel système. En fait, ce système comporte comme on peut le voir sur cette figure 2, un corps d'injecteur désigné par la référence générale 20, adapté pour être fixé sur le moteur, comme cela sera décrit plus en détail par la suite, et dans lequel sont disposés, à une extrémité, les moyens d'injection, tels que les moyens 8 décrits précédemment et à une autre extrémité, la vanne de commande telle que la vanne de commande 10 décrite précédemment. Pour de plus amples renseignements concernant la structure et le fonctionnement de ces moyens d'injection 8 et de cette vanne de commande 10, on pourra par exemple se reporter aux demandes de brevet français n" 96 01 234 déposée le ler février 1996 et n" 96 01 816 déposée le 14 février 1996, respectivement, par la Demanderesse. Les moyens de raccordement 7 décrits précedem- ment comportent quant à eux, par exemple, une portion 7a de conduit d'accélération du carburant, disposée avantageusement en hélice autour de l'axe du corps d'injecteur 20. En fait, la vanne de commande 10 et les moyens d'injection 8 sont disposés aux extrémités opposées d'un manchon 21 de réception de ceux-ci, engagé dans un évidement axial 22 du corps d'injecteur 20, la portion de conduit d'accélération 7a de carburant étant formée par une gorge hélicoïdale 23 ménagée par exemple dans la surface interne de ce corps d'injecteur 20, la paroi externe du manchon 21 fermant cette gorge hélicoïdale pour former cette portion de conduit d'accélération 7a de carburant. De plus, ce manchon 21 comporte un conduit axial 24 s'étendant entre les moyens d'injection 8 et la vanne de commande 10, ce conduit axial 24 étant relié par au moins un conduit radial débouchant à la surface externe de ce manchon, à une extrémité correspondante de la portion de conduit d'accélération 7a. Dans l'exemple de réalisation qui a ete décrit sur cette figure 2, ce conduit axial 24 est relie par exemple par l'intermédiaire de quatre conduits radiaux, disposés à 90" les uns par rapport aux autres, à l'extrémité correspondante de la portion de conduit d'accélération 7a. Trois de ces conduits radiaux désignés par les références générales 25,26 et 27 sont représentés sur cette figure 2. L'autre extrémité de la portion de conduit d'accélération 7a comporte quant à elle, un embout 28 de raccordement de cette extrémité aux moyens d'accumulation sous pression de carburant désignés par la référence générale 2 sur la figure 1. On notera également que cette extrémité de raccordement de la portion de conduit d'accélération de carburant, peut être munie des moyens d'amortissement désignés par la référence générale 9 sur cette figure 2 et sur la figure 1, ces moyens d'amortissement permettant d'amortir les ondes de pression de carburant dans le conduit et comprenant par exemple un clapet anti-retour de carburant, désigné par la référence générale 29 sur cette figure 2, muni d'au moins un orifice par exemple central 29a et associé par exemple à un filtre 29b. Par ailleurs, la sortie de la vanne de commande 10 comporte également un embout 30 de raccordement de celle-ci au réservoir de carburant 1 décrit en regard de la figure 1. Le corps d'injecteur 20 comporte également un logement désigné par la référence générale 31, adapté pour recevoir des moyens de raccordement électrique des moyens de pilotage de la vanne de commande 10 au reste des circuits du système. En effet, cette vanne de commande 10 peut être une électrovanne dont le fonctionnement est piloté elec- triquement par le reste des circuits du système. Dans ce cas, un bobinage par exemple 10a, d'activation de cette vanne, est associé à celle-ci et est également disposé dans le manchon 21 du corps d'injecteur 20. Ce bobinage 10a est alors relié par les moyens de raccordement disposes dans le logement 31 du corps d'injecteur au reste des circuits du système. On notera que l'embout 28 et le logement 31 peuvent être disposés de part et d'autre de l'axe du corps d'injecteur 20. La fixation de ce corps d'injecteur 20 sur le reste du moteur peut être assurée par exemple par l'intermédiaire de moyens de fixation associés à des parties en saillie radiale de ce corps, par exemple au nombre de deux, désignées par les références générales 32 et 33 sur cette figure. Ces moyens de fixation peuvent par exemple comporter des moyens de vissage tels que les vis désignées par les références 34 et 35 sur cette figure. On conçoit alors que le carburant arrive en provenance des moyens d'accumulation sous pression de carburant désignés par la référence générale 2 sur la figure 1 et pénétre dans le corps d'injecteur 20 par l'intermédiaire de l'embout de raccordement 28, puis traverse le filtre 29b et les moyens d'amortissement 9 comprenant le clapet anti-retour 29. Ensuite, le carburant passe dans la portion de conduit d'accélération 7a qui se présente sous la forme d'un serpentin constitué par la gorge hélicoidale ménagée dans la paroi interne du corps d'injecteur 20 et fermée par le manchon 21 disposé dans l'évidement axial de celui-ci, jusqu'à l'extrémité de cette portion de conduit d'accélération reliée par les conduits radiaux 25,26 et 27 au conduit axial 24 de ce manchon 21. Lorsque la vanne de commande 10 est ouverte, le carburant passe alors dans ce conduit axial 24 en direction de la sortie de la vanne de commande 10 et de l'em- bout 30 de raccordement de celle-ci au réservoir de carburant désigné par la référence générale 1 sur la figure 1. Lors de cette première phase de fonctionnement, la vitesse du carburant dans le circuit augmente et celuici acquière une certaine énergie cinétique. Cette énergie est utilisée lors d'une deuxième phase de fonctionnement du système lorsque la vanne de commande 10 est pilotée à la fermeture, de sorte qu'il se crée dans le circuit décrit précédemment, une onde de pression permettant d'injecter par effet de coup de bélier, du carburant dans le moteur à travers les moyens d'injection 8, raccordés au conduit axial 24 du manchon 21 du corps d'injecteur 20. Il va de soi bien entendu que différents modes de réalisation de ce corps d'injecteur peuvent être envisagés. On conçoit cependant que celui qui a été décrit en regard de la figure 2, présente un certain nombre d'avantages au niveau de l'implantation, du raccordement et de l'intégration des différents éléments constitutifs du système d'injection dans la mesure où le corps d'injecteur représenté sur la figure 2, intégre les moyens d'amortissement, la portion de conduit d'accélération de carburant, les moyens d'injection, et la vanne de commande dans une seule pièce facile à implanter sur le moteur du vehicule et à raccorder au reste des éléments de celui-ci. Il va de soi bien entendu que différentes dispositions et orientations de ce corps d'injecteur par rapport à la chambre de combustion correspondante du moteur, peuvent être envisagées, comme celles décrites par exemple dans la demande de brevet français n" 96 08 291, deposee le 3 juillet 1996 par la Demanderesse. REVENDICATIONS 1. Système d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne, du type comportant - un réservoir de carburant (1), - des moyens (2) d'accumulation sous pression de carburant, - des moyens (7) de raccordement des moyens d'accumulation sous pression de carburant à des moyens (8) d'injection de carburant dans le moteur, et - une vanne (10) de commande implantée entre les moyens de raccordement (7) et le réservoir de carburant (1) et reliée à des moyens de commande (11) de celle-ci à l'ouverture et à la fermeture pour engendrer par effet de coup de bélier, une onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement jusqu'aux moyens d'injection, permettant d'injecter du carburant dans le moteur, caractérisé en ce qu'il comporte un corps d'injecteur (20) adapté pour être fixé sur le moteur et dans lequel sont disposés à une extrémité, les moyens d'injection (8) et à une autre extrémité, la vanne de commande (10), et en ce que les moyens de raccordement (7) comprennent une portion de conduit d'accélération (7a) du carburant, disposée en hélice autour de l'axe du corps d'injecteur (20). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vanne de commande (10) et les moyens d'injection (8) sont disposés aux extrémités opposées d'un manchon (21) engagé dans un évidement axial (22) du corps d'injecteur (20). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la portion de conduit d'accélération (7a) du carburant est formée par une gorge hélicoïdale (23) ménagée dans la surface interne de ce corps d'injecteur (20), la surface externe du manchon (21) disposé dans l'évidement axial de ce corps, fermant cette gorge pour former le conduit d'accélération. 4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le manchon (21) comporte un conduit axial (24) s'étendant entre les moyens d'injection (8) et la vanne de commande (10), ce conduit axial (24) étant également relié par au moins un conduit radial (25,26,27) débouchant à la surface externe de ce manchon, à une extrémité correspondante de la portion de conduit d'accélération (7a). 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'autre extrémité de la portion de conduit d'accélération (7a) de carburant comporte un embout (28) de raccordement aux moyens d'accumulation sous pression de carburant (2), tandis que la sortie de la vanne de commande (10) comporte un embout de raccordement (30) de celle-ci au réservoir (1). 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la portion de conduit d'accélération (7a) du carburant comporte des moyens d'amortissement (9) des ondes de pression de carburant dans celui-ci. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement comprennent un clapet anti-retour de carburant (29) muni au moins d'un orifice central (29a). 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps d'injecteur (20) comporte un logement (31) de réception de moyens de raccordement électrique de moyens de pilotage (lova) de la vanne de commande (10) au reste des circuits du système. 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps d'injecteur (20) comporte des parties en saillie radiales (32,33) associées à des moyens de fixation (34,35) de celui-ci sur le reste du moteur. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent des moyens de vissage (34,35) de ce corps sur le reste du moteur.