Brevet FR2761114A1 — publié le 19980925

La présente invention concerne un dispositif d'amortissement d'ondes de pression de carburant réfléchies dans un système d'injection de carburant par exemple par effet de coup de bélier, dans un moteur de véhicule. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de ce type qui est disposé dans un conduit d'accélération de ce carburant. Dans la plupart des systèmes d'injection de carburant dans des moteurs à combustion interne, les ondes de pression de carburant produites dans les conduits d'accélération de celui-ci, subissent des réflexions positives et négatives aux extrémités de ces conduits, ces réflexions pouvant conduire à la génération d'ondes de pression réfléchies ou secondaires perturbant le fonctionnement du système d'injection. On a déjà décrit dans l'état de la technique, des dispositifs d'amortissement de ces ondes de pression de carburant réfléchies C'est ainsi par exemple que l'on connaît du document DD-198 786, un tel dispositif placé à l'entrée d'un conduit d'accélération de carburant dans un système d'injection dit à effet de coup de bélier. Ce dispositif comporte un accumulateur de carburant présentant un volume prédéterminé, dans lequel est disposé un mécanisme à soupape, sollicité par ressort, qui permet la circulation du carburant en direction du conduit d'accélération, mais pas la détente des ondes de pression de carburant réfléchies formées ultérieurement dans ce conduit d'accélération, vers le reste du système d'injection. Ce dispositif permet alors d'empêcher la formation d'une onde de pression négative dans le conduit. Cependant, une onde de pression de carburant positive peut être engendrée par la soupape, celle-ci se propageant alors comme une onde positive secondaire dans le conduit d'accélération. Pour résoudre ce problème, on a prévu un orifice dans la soupape de ce dispositif, pour créer une détente d'onde conduisant à la réflexion d'une onde négative. La combinaison des deux ondes réfléchies ainsi obtenues dans un volume défini en amont de la soupape vers le conduit d'accélération, se traduit par l'amortissement dans ce conduit de l'onde de pression initiale. Cependant, de tels dispositifs présentent un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de leur complexité, de leur coût, de leur encombrement et de la masse relativement élevée de leurs organes en mouvement, ce qui limite leur fréquence maximale de fonctionnement. D'autres dispositifs ont proposé de remplacer le mécanisme à soupape sollicité par ressort, par une plaque d'obturateur sollicitée par ressort et munie d'un orifice. Ceci permet de réduire la masse des organes en mouvement, mais augmente les pertes de charge du dispositif en obligeant le carburant à contourner cette plaque d'obturateur. De plus, les surfaces délimitant cet orifice prévu dans cette plaque sont soumises à des efforts de pression cycliques relativement importants, qui peuvent se traduire par l'apparition de zones de rupture de celles-ci, provoquant à la longue la destruction de la plaque. On connaît également du document DD-214 885, un autre dispositif présentant une structure relativement proche de celle décrite précédemment, mais dans lequel le siège de la plaque d'obturateur est également placé sur un ressort. On cherche alors à atténuer les efforts sur la plaque d'obturateur tout en assurant une détente partielle de l'onde par déplacement du mécanisme comprenant la plaque et le siège, ce qui permet de réaliser une augmentation du volume à l'extrémité du conduit où l'onde de pression arrive. Cependant, cette structure présente également les inconvénients mentionnés précédemment en nécessitant de plus une précision élevée de fabrication et en étant sujette à une autorésonnance dans la gamme des fréquences à laquelle les systèmes d'injection doivent fonctionner. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'amortissement d'ondes de pression de carburant réfléchies dans un système d'injection de carburant, par exemple par effet de coup de bélier, dans un moteur de véhicule, disposé dans un conduit d'accélération du carburant, caractérisé en ce qu'il comporte un diaphragme de contrôle de la propagation des ondes de pression de carburant dans le conduit, comprenant un corps de support ajouré, muni sur sa face aval dans le sens de circulation direct du carburant dans le conduit, de volets déplaçables sous l'action du carburant, entre une position d'ouverture du diaphragme pour le passage du carburant et une position de fermeture au moins partielle de ce diaphragme, dans laquelle les volets sont plaqués contre le corps de support ajouré, pour l'amortissement des ondes de pression de carburant réfléchies dans le sens opposé au sens direct de circulation de celui-ci. 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 - les Figs.l et 2 représentent des vues en coupe schématique illustrant un exemple de réalisation d'un dispositif d'amortissement selon l'invention, dans le cas d'une circulation de carburant dans le sens direct pour la figure 1 et dans le cas d'une circulation en sens opposé pour la figure 2, - la Fig.3 représente une vue de face d'un exemple de réalisation d'un tel dispositif; et - la Fig.4 représente une vue de face d'un autre exemple de réalisation d'un tel dispositif. On a en effet représenté sur ces figures, un dispositif d'amortissement d'ondes de pression de carburant réfléchies dans un système d'injection de carburant par exemple par effet de coup de bélier, dans un moteur de véhicule. De tels systèmes d'injection de carburant sont bien connus dans l'état de la technique, de sorte que l'on ne les décrira pas dans le détail par la suite. On notera simplement que de tels systèmes comportent un ou plusieurs conduits d'accélération de carburant pour alimenter un ou plusieurs injecteurs et que le dispositif d'amortissement d'onde selon l'invention, est disposé dans un tel conduit d'accélération. Sur les figures 1 et 2, le conduit d'accélération du carburant est désigné par la référence générale 1, tandis que le dispositif d'amortissement comporte un diaphragme de contrôle de la propagation des ondes de pression de carburant dans ce conduit, désigné par la référence générale 2 sur ces figures et s'étendent transversalement dans ce conduit. En fait, ce diaphragme de contrôle comporte un corps de support ajouré, par exemple rigide, désigné par la référence générale 3, et muni sur sa face aval dans le sens de circulation direct du carburant dans le conduit, de volets par exemple au nombre de trois, dont deux, 4 et 5, sont représentés sur les figures 1 et 2. Le troisième volet est visible sur la figure 3 et est désigné par la référence générale 6. Sur la figure 1, on a illustré le sens direct de circulation du carburant par les flèches désignées par la référence D, tandis que sur la figure 2, on a illustré le sens opposé à ce sens direct, par les flèches désignées par la référence I. Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, le corps de support ajouré 3 peut présenter différentes formes appropriées de même que les volets. L'une des extrémités de ces volets, c'est-adire par exemple leur bord périphérique, est par exemple fixée d'une manière ou d'une autre, sur une portion correspondante du corps de support 3, et ils peuvent par exemple être réalisés en matériau élastiquement déformable, tel que par exemple en matériau métallique. On conçoit alors que la zone de fixation de ces volets sur le corps de support constitue des moyens d'articulation de ceux-ci, qui comme on peut le voir sur la figure 1, permettent à ces volets, sous l'action du carburant, lorsqu'il circule dans le sens direct D, de se déplacer vers une position escamotée d'ouverture du diaphragme pour permettre la circulation du carburant à travers celui-ci. Lorsqu'une onde de pression de carburant réfléchie apparaît, les volets se placent dans une position de fermeture au moins partielle de ce diaphragme, dans laquelle ces volets sont plaqués contre le corps de support ajouré, sous l'action du carburant, comme cela est illustré sur la figure 2, pour l'amortis sement de ces ondes de pression de carburant réfléchies dans le sens opposé au sens direct de circulation de celui-ci. En effet, et comme cela est représenté sur la figure 3, le corps de support rigide et ajouré désigné par la référence générale 3 sur cette figure, peut en fait comporter une bague annulaire extérieure, désignée par la référence générale 7, et munie de bras s'étendant de façon générale radialement dans celle-ci. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, trois bras radiaux respectivement 8,9 et 10, sont prévus dans la bague, ces bras s'étendant entre cette bague 7 et un manchon central 11 de celle-ci, muni par exemple d'un orifice de détente, désigné par la référence générale 12. On conçoit alors que les volets, par exemple au nombre de trois, disposés sur la face aval de ce corps de support peuvent s'escamoter pour laisser passer le carburant dans le sens direct, tandis que dans le sens inverse, ce carburant c'est-à-dire en fait l'onde de pression initiale de celui-ci plaque ces volets contre ce corps de support et en particulier contre les bras radiaux 8,9 et 10 de celui-ci, afin de fermer partiellement ce diaphragme pour amortir les ondes de pression de carburant réfléchies. Le degré d'étanchéité du diaphragme ainsi formé, peut être déterminé par exemple par le degré de chevauchement des volets et des bras du corps de support et la dimension de l'orifice de détente 12. Comme on l'a indiqué précédemment, d'autres modes de réalisation de ces volets peuvent être envisagés, comme celui représenté sur la figure 4, dans laquelle cinq volets désignés par les références générales 13,14,15,16 et 17, sont prévus sur la face correspondante du corps du diaphragme. Comme on l'a indiqué précédemment, ce corps peut comporter une bague externe 18 et un manchon central 19 muni d'un orifice de détente 20, entre lesquels s'étendent cinq bras 21,22,23,24 et 25 respectivement. Les volets peuvent être réalisés en matériau élastiquement déformable comme par exemple en matériau métallique. Leur épaisseur permet également de fixer leur résistance à la déformation sous l'action du carburant. On conçoit alors que lors d'une première phase de fonctionnement, ilustrée sur la figure 1, lorsque le carburant circule dans le sens direct à travers ce diaphragme, les volets s'escamotent sous l'action de ce carburant. La pression d'ouverture de ce diaphragme est déterminée par les caractéristiques de ces volets telles que le matériau utilisé, leur épaisseur, leur nombre, leur forme, etc... Le carburant peut alors traverser facilement ce diaphragme, sans déviation importante de la direction d'écoulement. Les pertes de charge d'un tel diaphragme sont en outre relativement faibles. Lors d'une seconde phase de fonctionnement, illustrée sur la figure 2, une onde de pression de carburant réfléchie arrive dans le sens opposé au sens direct de circulation du carburant. Cette onde de pression réfléchie plaque alors les volets contre le corps de support, pour que ces volets ferment les ajourages de celui-ci, au moins partiellement, afin de contrôler la propagation et amortir cette onde de pression réfléchie. En effet, le contact entre les volets et les bras de la bague ne permet pas d'obtenir une étanchéité complète du diaphragme, ce qui permet une détente partielle et donc une propagation très atténuée de cette onde de pression réfléchie positive, par création d'une onde réfléchie négative lors de cette détente. De plus, et comme on l'a indiqué précédemment, un ou plusieurs orifices de détente peuvent également être prévus dans ce diaphragme pour assurer cette fonction. On conçoit alors que le dispositif d'amortissement selon l'invention présente un certain nombre d'avantages par rapport aux dispositifs de l'état de la technique, notamment au niveau de la simplicité de sa structure, de la masse extrêmement réduite des organes en mouvement, ce qui autorise des fréquences de travail très élevées avec des pertes de charge réduites, et permet en outre d'améliorer le rendement énergétique du système d'injection, tout en présentant une fiabilité extrêmement élevée. Il va de soi bien entendu que différents modes de réalisation d'un tel dispositif peuvent être envisagés et que celui-ci peut être utilisé dans divers systèmes d'injection de carburant dans un moteur de véhicule. Ainsi par exemple, le corps de support du diaphragme peut présenter une forme courbe ou autre. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'amortissement d'ondes de pression de carburant réfléchies dans un système d'injection de carburant, par exemple par effet de coup de bélier dans un moteur de véhicule, interposé dans un conduit d'accélération (1) du carburant, caractérisé en ce qu'il comporte un diaphragme (2) de contrôle de la propagation des ondes de pression de carburant dans le conduit, comprenant un corps de support ajouré (3), muni sur sa face aval dans le sens de circulation direct du carburant dans le conduit, de volets (4,5,6;13,14,15, 16,17) déplaçables sous l'action du carburant, entre une position d'ouverture du diaphragme pour le passage du carburant et une position de fermeture au moins partielle de ce diaphragme, dans laquelle les volets (4,5,6;13,14, 15,16,17) sont plaqués contre le corps de support ajouré (3), pour l'amortissement des ondes de pression de carburant réfléchies dans le sens opposé au sens direct de circulation de celui-ci. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de support (3) se présente sous la forme d'une bague annulaire (7;18) munie de bras (8,9,10;21,22,23,24,25) s'étendant de façon générale radialement dans celle-ci. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités correspondantes des bras sont reliées à un manchon central (11;19) muni d'un orifice (12;20) de détente. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les volets (4,5,6;13,14,15,16,17) sont réalisés en matériau élastiquement déformable et en ce que leur bord périphérique est fixé sur le corps de support (3). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les volets (4,5,6;13,14,15,16,17) sont réalisés en matériau métallique.