Brevet FR2764003A1 — publié le 19981204

PURGE D'UNE RAMPE D'INJECTEURS D'UN MOTEUR A INJECTION DIRECTE La présente invention est relative à un circuit d'alimentation en carburant d'une rampe d'injecteurs d'un moteur à combustion interne à injection directe de véhicule automobile. Le circuit d'alimentation en carburant d'une rampe d'injecteurs rencontré à bord des véhicules automobiles comprend une pompe à basse pression placée dans un réservoir de carburant et qui communique, par un conduit d'alimentation, avec une pompe à injection directe à haute pression ainsi qu'un régulateur haute pression regulant la haute pression délivrée à la rampe d'injecteurs. Malgré les nombreuses précautions prises lors de la fabrication de ces moteurs, la présence de bulles d'air contenues dans les éléments constitutifs du circuit allonge excessivement la première mise en route du moteur tout en risquant de provoquer un fonctionnement à sec desdits éléments, notamment des injecteurs. De plus, lors de l'utilisation habituelle du véhicule automobile, un utilisateur peut être amené à redémarrer le moteur du véhicule automobile à bord duquel il a pris place alors que ce moteur est encore chaud en raison de son utilisation précédente. Aussi, la probabilité de présence de bulles de vapeur est forte. Ces bulles gênent le fonctionnement des injecteurs et entraînent donc une mauvaise combustion. Or, une mauvaise combustion favorise une augmentation de la consommation en carburant du véhicule et des émissions de gaz dans l'atmosphère, et dégrade la mise en route du moteur en allongeant le temps de mise en route. Par ailleurs, lors du fonctionnement du moteur du véhicule, la rampe d'injecteurs ainsi que les injecteurs sont soumis à une pression de carburant très élevée qui ne s'annule qu'en partie lors de l'arrêt du moteur. Par conséquent, une pression résiduelle sollicite les injecteurs ainsi que la rampe même à l'arrêt du moteur. Cette pression dégrade l'étanchéité des injecteurs en provoquant des fuites vers les cylindres et vers l'atmosphère par l'intermédiaire de systèmes d'échappement. Ceci est contraire à l'application future des normes antiévaporation (normes SHED) et dégrade le démarrage à chaud du moteur. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, en fournissant un circuit d'alimentation en carburant qui permette d'éliminer les bulles d'air lors du premier démarrage du moteur ainsi que les bulles de vapeur liées à la tension de vapeur de carburant régnant dans la rampe d'injecteurs lors d'un redémarrage à chaud du moteur. Un autre but de l'invention est de fournir un circuit de carburant qui permette de ramener, notamment lors de l'arrêt du moteur du véhicule, la pression résiduelle dans la rampe d'injecteurs à une valeur suffisamment basse. A cet effet, la présente invention a pour objet un circuit d'alimentation en carburant du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de purge de la rampe d'injecteurs et des moyens de commande de purge destinés à commander des moyens de purge pour purger la rampe lors du premier démarrage du moteur et lors du démarrage à chaud de ce moteur. Le circuit d'alimentation selon la présente invention peut éventuellement comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - le régulateur haute pression étant disposé en aval de la rampe d'injecteurs, les moyens de purge comprennent le régulateur haute pression - le régulateur haute pression étant commandé par un calculateur, les moyens de commande de purge comprennent le calculateur - lors des phases de purge, le régulateur haute pression permet le passage du carburant dans le sens du retour vers le réservoir - lors de phases d'arrêt du moteur, le calculateur garantit que le régulateur haute pression est ouvert pour délester la rampe d'injecteurs - le régulateur haute pression est taré à 3 bars environ - les moyens de purge comprennent une électrovanne de purge disposée en aval de la rampe d'injecteurs - le régulateur haute pression étant commandé par un calculateur, les moyens de commande comprennent le calculateur et commandent l'ouverture de l'électrovanne de purge lors des phases de purge - lors de phases d'arrêt du moteur, l'électrovanne de purge est commandée à l'ouverture par le calculateur pour délester la rampe d'injecteurs - la pompe basse pression injecte du carburant dans le conduit d'alimentation pendant les phases de purge - le circuit comprend un dispositif de shuntage de la pompe haute pression destiné à shunter la pompe haute pression pendant les phases de purge ; et - le dispositif de shuntage comprend une electrovanne pilotée. Deux exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente, sous forme schématique, un premier mode de réalisation du circuit d'alimentation en carburant d'une rampe d'injecteurs selon la présente invention ; et - la figure 2 représente un deuxième mode de réalisation du circuit d'alimentation en carburant selon l'invention. Le circuit d'alimentation 1 destiné à être installé à bord d'un véhicule automobile et représenté à la figure 1 comporte une pompe basse pression 2 reliée par un conduit d'alimentation 3, à une pompe à injection directe à haute pression 4 destinée à amener du carburant dans une rampe 5 d'injecteurs 14 en aval de laquelle est disposé un régulateur haute pression 6. La pompe basse pression 2 est disposée dans un réservoir de carburant 7 du véhicule. De manière connue en soi, elle aspire le carburant du réservoir 7 au travers d'un préfiltre 8 et refoule le carburant dans le conduit d'alimentation 3 au travers d'un filtre 9 et d'un régulateur basse pression 10. Ce régulateur basse pression possède un retour 11 pour envoyer le surplus de carburant à injecter dans le conduit 3 vers le réservoir 7. Un calculateur 12, placé à bord du véhicule, contrôle le fonctionnement du régulateur haute pression 6 en fonction d'informations qui lui sont fournies par un capteur de pression 13 mesurant la pression de carburant dans la rampe 5 d'injecteurs 14. Le régulateur haute pression 6 possède un retour 15 vers le réservoir 7 pour renvoyer le surplus de carburant amené par la pompe haute pression 4 dans la rampe 5, vers le réservoir de carburant 7. Le circuit d'alimentation 1 comprend également un dispositif 16 qui permet de shunter la pompe haute pression 4 et qui est commandé par le calculateur 12 lorsque ce dispositif prend la forme d'une électrovanne. En variante, le dispositif 16 peut être constitué d'une valve. La pompe de gavage basse pression 2 est une pompe électrique qui fonctionne dès la mise sous tension du véhicule automobile à bord duquel est placé le circuit d'alimentation 1, tandis que la pompe haute pression 4 est par exemple une pompe mécanique dont le fonctionnement est lié à celui du moteur (non représenté) du véhicule automobile à savoir, la vitesse de rotation de cette pompe est liée à la vitesse de rotation du moteur. En l'absence d'instructions de commande du calculateur 12, le régulateur haute pression 6 ainsi que l'électro vanne 16 sont normalement ouverts. Dans cet état, le régulateur haute pression 6 permet le retour vers le réservoir 7 de la majeure partie du carburant amené dans la rampe 5 tandis que l'électrovanne 16 shunte la pompe haute pression 4. Le retour du carburant vers la réservoir 7 est favorisé par une pression de tarage du régulateur haute pression 6 plus faible que celle du régulateur basse pression 10 dans ledit état. Par ailleurs, la présence de l'électrovanne 16 est rendue nécessaire dans la mesure où l'on rencontre des difficultés technologiques à réaliser une pompe haute pression 4 qui permette le passage du carburant lorsque cette pompe est arrêtée ou fonctionne à bas régime. Lors du premier démarrage, en usine de fabrication, du moteur du véhicule, après que celui-ci ait été assemblé, ou après une panne de carburant, la mise sous tension entraîne le fonctionnement de la pompe basse pression 2 qui envoie alors du carburant dans le conduit d'alimentation 3. L'électrovanne 16 étant ouverte, le carburant est injecté dans la rampe 5 non pas par la pompe à haute pression 4 mais par l'électrovanne 16. La quantité de carburant amené entraîne les bulles d'air se trouvant dans le conduit 3 ainsi que dans la rampe 5 pour être renvoyées au travers du régulateur 6 ouvert, vers le réservoir 7 par le retour 15. Dans cet état, le régulateur haute pression 6 permet le retour de la majeure partie du carburant vers le réservoir 7 en ayant été forcé à l'ouverture c'est-à-dire, la pression régnant dans la rampe 5 est sensiblement égale à la pression ambiante. Le régulateur haute pression 6 joue ainsi le rôle de moyen de purge lors du premier démarrage du moteur tandis que le calculateur 12 a la fonction d'un moyen de commande de purge. Toutefois, le régulateur 6 peut être commandé par tout autre moyen connu de l'homme du métier. Après avoir purgé, le calculateur 12 commande la fermeture de l'électrovanne 16 ainsi que la fermeture sélective du régulateur 6 pour réguler la pression de carburant qui est maintenant amené par la pompe haute pression 4 dans la rampe 5, en fonction des informations fournies par le capteur de pression 13. Lors d'une phase d'arrêt du moteur, d'un dysfonctionnement de l'un des organes du circuit de carburant ou encore d'un accident du véhicule, le régulateur 6 s'ouvre pour permettre de délester la pression résiduelle régnant dans la rampe 5 d'injecteurs par mise en communication de cette rampe avec le réservoir 7 par le retour 15. Pendant cette phase de délestage, le régulateur 6 est taré à 3 bars environ afin de garder une certaine quantité de carburant dans la rampe et ainsi maintenir une pression de carburant de valeur faible pour faciliter un éventuel redémarrage du moteur par l'utilisateur. Lorsque l'utilisateur effectue un nouveau démarrage du moteur, après avoir utilisé le véhicule quelques instants auparavant, le moteur est encore chaud. La température du moteur combinée à des conditions atmosphériques extérieures particulières provoquent la formation de bulles de vapeur de carburant dans la rampe 5 d'injecteurs 14 néfastes à une bonne combustion du carburant. Le calculateur 12 permet alors l'ouverture de l'électrovanne 16 et du régulateur haute pression 6. Comme lors du premier démarrage après assemblage, la pompe basse pression 2 envoie du carburant dans la rampe 5. La majeure partie du carburant est alors retournée, par le régulateur haute pression 6, au réservoir 7, entraînant les bulles de vapeur du carburant présentes dans la rampe 5, qui est ainsi purgée. Un deuxième mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en regard de la figure 2. Les éléments constitutifs communs aux deux modes de réalisation et précédemment décrits en regard de la figure 1 porteront les mêmes références. Le circuit d'alimentation en carburant 1 représenté à la figure 2 comporte encore une pompe basse pression 2 alimentant une pompe haute pression 4 par un conduit d'alimentation 3, une électrovanne de shuntage 16 étant placée en parallèle sur la pompe haute pression 4. Cette pompe amène du carburant dans la rampe 5 au travers du régulateur haute pression 6 qui n'est donc plus maintenant placé en aval de la rampe comme précédemment. Ce deuxième mode de réalisation diffère du précédent mode également par le fait qu'une électrovanne de purge 18 est placée en aval de la rampe 5, cette électrovanne 18 possédant un conduit de retour 19 du carburant dans le réservoir 7. Le calculateur 12 commande le fonctionnement de l'électrovanne de shuntage 16, du régulateur 6, ainsi que de l'électrovanne de purge 18. Lors du premier démarrage du moteur, le calculateur 12 commande l'ouverture des électrovannes de shuntage 16 et de purge 18 de sorte que le carburant injecté par la pompe basse pression 2 circule dans le conduit d'alimentation 3 et dans la rampe 5 en évitant la pompe haute pression 4. La totalité de la quantité de carburant injecté est retournée au réservoir 7 au travers de l'électrovanne 18 afin de purger la rampe 5. Pendant le fonctionnement normal du moteur, les électrovannes 16 et 18 sont fermées par le calculateur 12, la quantité de carburant amené dans la rampe 5 par la pompe haute pression 4 étant régulée par le régulateur haute pression 6. Au cours d'une phase d'arrêt du moteur, ou d'un dysfonctionnement de l'un des organes du circuit de carburant ou bien encore d'un accident du véhicule, le calculateur 12 commande l'ouverture de l'électrovanne 18 qui sert de moyen de délestage de la rampe 5. Quelques instants après avoir été ouverte, l'électrovanne 18 est commandée à la fermeture pour garder une certaine quantité de carburant dans la rampe afin de faciliter un éventuel redémarrage du moteur par l'utilisateur. L'électrovanne 18 sert alors de moyen de délestage. Pour les mêmes raisons que celles mentionnées pour le premier mode de réalisation, le calculateur 12 commande l'ouverture des électrovannes de shuntage 16 et de purge 18 lors d'un redémarrage à chaud du moteur afin de purger la rampe 5 d'injecteurs 14. REVENDICATIONS 1. Circuit d'alimentation en carburant d'une rampe (5) d'injecteurs (14) d'un moteur à combustion interne comprenant d'une part, une pompe basse pression (2) placée dans un réservoir de carburant (7) et qui communique, par un conduit d'alimentation (3), avec une pompe à injection directe à haute pression (4) et d'autre part, un régulateur haute pression (6) régulant la haute pression délivrée à la rampe (5) d'injecteurs (14), caractérise en ce que le circuit comprend en outre des moyens de purge (6 ; 18) de la rampe (5) d'injecteurs (14) et des moyens de commande de purge (12) destinés à commander les moyens de purge (6 ; 18) pour purger la rampe (5) lors du premier démarrage du moteur et lors du démarrage à chaud de ce moteur. 2. Circuit d'alimentation selon la revendication 1, le régulateur haute pression (6) étant disposé en aval de la rampe (5) d'injecteurs (14), caractérisé en ce que les moyens de purge comprennent le régulateur haute pression (6). 3. Circuit d'alimentation selon la revendication 2, le régulateur haute pression (6) étant commandé par un calculateur (12), caractérisé en ce que les moyens de commande de purge comprennent le calculateur (12). 4. Circuit d'alimentation selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que, lors des phases de purge, le régulateur haute pression (6) permet le passage du carburant dans le sens du retour vers le réservoir (7). 5. Circuit d'alimentation selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que, lors de phases d'arrêt du moteur, le calculateur (12) garantit que le régulateur haute pression (6) est ouvert pour délester la rampe (5) d'injecteurs (14). 6. Circuit d'alimentation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le régulateur haute pression (6) est taré à 3 bars environ. 7. Circuit d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de purge comprennent une électrovanne de purge (18) disposée en aval de la rampe (5) d'injecteurs (14). 8. Circuit d'alimentation selon la revendication 7, le régulateur haute pression (6) étant commandé par un calculateur (12), caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent le calculateur (12) et commandent l'ouverture de l'électrovanne de purge (18) lors des phases de purge. 9. Circuit d'alimentation selon les revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que, lors de phases d'arrêt du moteur, l'électrovanne de purge (18) est commandée à l'ouverture par le calculateur (12) pour délester la rampe (5) d'injecteurs (14). 10. Circuit d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la pompe basse pression (2) injecte du carburant dans le conduit d'alimentation (3) pendant les phases de purge. 11. Circuit d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de shuntage (16) de la pompe haute pression (4) destiné à shunter la pompe haute pression pendant les phases de purge. 12. Circuit d'alimentation selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif (16) comprend une électrovanne pilotée.