Brevet FR2766240A1 — publié le 19990122

"Circuit d'alimentation d'injecteurs comprenant un volume tampon associé à la pompe d'injection" La présente invention concerne un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Plus particulièrement, ce circuit d'alimentation comprend des injecteurs, montés sur la culasse d'un moteur, qui projettent le carburant dans les cylindres du moteur. Ces injecteurs sont alimentés en carburant, souvent sous haute pression, cette pression pouvant aller jusqu'à environ 1400 bars dans le cas d'une injection directe pour un carburant du type diesel. Pour obtenir des pressions d'injection importantes, le circuit d'alimentation comporte une pompe haute pression dont le rôle est d'aspirer le carburant du réservoir, et de mettre le carburant sous pression pour l'alimentation des injecteurs. Afin de fournir le carburant sous pression aux injecteurs, qui sont fixés sur la culasse, donc à une distance plus ou moins grande de la pompe, il est déjà connu d'utiliser un volume intermédiaire tampon, le plus souvent réalisé sous la forme d'un cylindre particulièrement long, communément appelé rail, qui s'étend au-dessus de la culasse. Ce volume tampon reçoit donc du carburant sous haute pression venant de la pompe, et redistribue le carburant aux injecteurs, desquels il est particulièrement proche, par des conduits individuels pour chaque injecteur. Le volume tampon, outre les canalisations d'entrée et de sortie de carburant, comporte d'autres accessoires. En effet, ce volume tampon comporte les instruments pour la mesure et la régulation de la pression dans le volume, avec en particulier un capteur de pression, des régulateurs de débit pour chacun des injecteurs, ainsi qu'une canalisation de retour vers le réservoir en cas de surpression dans le volume tampon. Cependant, ce dispositif présente un certain nombre d'inconvénients qui en rendent l'utilisation et la mise en place peu pratique. Tout d'abord, le volume tampon, du fait de la pression qui y règne, est réalisé en acier matricé et a par conséquent un poids important. De plus, ce volume est particulièrement long. Sa taille peut aller jusqu'à environ 300 mm, pour un diamètre de 30 mm et, du fait de sa situation au-dessus de la culasse du moteur, pour être proche des injecteurs, il accroît notablement l'encombrement global du moteur. La situation au-dessus du moteur présente elle-même des inconvénients quant à la sécurité du véhicule. En effet, les normes de sécurité dans le cas d'un choc frontal imposent des contraintes de positionnement du rail que l'on ne peut pas résoudre facilement. De plus, le mode de fixation du rail en luimême est relativement délicat, compte tenu de son emplacement par rapport au moteur. Ce dispositif présente encore d'autres inconvénients. Le volume tampon comprend un certain nombre d'orifices qui, toujours du fait de la pression importante qui règne à l'intérieur, posent des problèmes d'étanchéité et de raccordement. Le volume tampon est en effet relié à un conduit d'entrée, plusieurs conduits de sortie d'alimentation d'injecteurs, un conduit de retour vers le réservoir, et il comporte un orifice pour le capteur de pression. Tous ces orifices sont autant de problèmes tant pour l'étanchéité de l'ensemble, que pour le bridage de tous les conduits. D'autre part, le coût du raccordement de tous les conduits au volume tampon est particuliérement important du fait des risques dus à la pression importante du circuit d'alimentation des injecteurs. Enfin, ce dispositif présente un problème majeur. La distance entre les injecteurs est déterminée par le diamètre et l'implantation des cylindres du moteur. Par conséquent, I'espacement des conduits d'alimentation qui mènent du volume tampon aux injecteurs est fixe, et l'intervalle entre chaque conduit entraîne des problèmes de résonance de vibrations dans le volume tampon. En effet, quelle que soit la partie du volume tampon dans laquelle on introduit le carburant sous pression, les vibrations et ces phénomènes de résonance sont présents et sont rendus d'autant plus perceptibles que le volume tampon est réalisé dans un matériau lourd. Ces problèmes sont particulièrement gênants et risquent d'endommager fortement tout le circuit d'alimentation en plus des raccords. De plus ils rendent nécessaire des fixations adaptées. Pour remédier à ces inconvénients, I'invention propose un circuit d'alimentation en carburant d'un moteur de véhicule automobile, du type comportant une pompe d'injection dont l'entrée aspire le carburant dans un réservoir et dont la sortie est reliée à un volume tampon et du type comportant une série d'injecteurs de carburant montés sur la culasse du moteur et dont chacun est relié au volume tampon par un conduit individuel d'alimentation, caractérisé en ce que le volume tampon est agencé à la sortie de la pompe, à proximité du corps de cette dernière. Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit d'alimentation comporte un volume tampon qui est intégré au corps de la pompe d'injection. Ainsi, toutes les fonctions qui étaient auparavant associées au volume tampon sont maintenant associées directement à la pompe d'injection. On fait ainsi une économie de raccordements, ainsi que de tuyauterie. Toutes les fonctions de sécurité sont directement intégrées à la pompe d'injection, et donc n'ont plus besoin d'être réalisées d'une part sur la pompe et d'autre part sur le volume tampon. On évite aussi l'encombrement que représente le volume tampon au-dessus du moteur et l'implantation des injecteurs est grandement facilitée. Les conduits d'alimentation entre la pompe et les injecteurs peuvent prendre diverses formes et diverses orientations, et éventuellement contourner un obstacle pour parvenir jusqu'à la culasse et jusqu'aux injecteurs. Enfin, le volume tampon intégré à la pompe permet d'éviter tous les problèmes de vibration et de résonance qui résultaient de la position des conduits d'alimentation des injecteurs associés au volume tampon. Le volume intégré à la pompe joue ainsi le rôle d'amortisseur pour les à-coups et les vibrations provoquées par les déplacements du carburant sous pression. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - un régulateur de débit est interposé entre le volume tampon et chaque conduit d'alimentation. - chaque régulateur de débit comporte un orifice de sortie calibré. - les régulateurs de débit sont intégrés au corps de la pompe. - les organes pour la régulation de la pression dans le volume tampon sont intégrés dans le corps de la pompe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma général d'un circuit d'injection, selon un état de la technique; - la figure 2 est un schéma semblable à celui de la figure 1, dans lequel le volume tampon est intégré au corps de la pompe, conformément à l'invention; ; et - la figure 3 est une vue de dessus d'implantation de la pompe et du circuit d'alimentation des injecteurs sur le bloc moteur. Dans la description détaillée qui suit, et selon les différentes figures, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes chiffres de référence. On a représenté sur la figure 1 un circuit d'alimentation 10 comprenant un réservoir de carburant 12, dans lequel est aménagée une pompe de gavage 14 qui assure la circulation du carburant du réservoir 12 vers une pompe 20 avec interposition de filtres à carburant 16 et 18. La pompe d'injection 20 aspire donc le carburant par une entrée 22, reliée à une canalisation d'alimentation 24. Toujours de façon connue, des injecteurs 26 sont fixés sur une culasse 28 du moteur et traversent celle-ci pour injecter le carburant, directement ou indirectement, dans les cylindres du moteur (non représentés). La liaison entre les injecteurs 26 et la pompe 20 est, selon l'état de la technique illustré à la figure 1, assurée à travers un volume tampon 30 en forme de rail reliée à la pompe 20 par un conduit 32 agencé à la sortie 23 de refoulement de la pompe 20. Le volume tampon 30 reçoit donc le carburant sous pression et le distribue aux différents injecteurs 26 par des conduits d'injection 34. Des régulateurs de débit 36 sont interposés entre les conduits d'injection 34 et le volume tampon 30. Le rail 30 est agencé au dessus de la culasse et la pompe 20 et le volume tampon 30 comportent des canalisations 38 et 40 de retour vers le réservoir en cas de surpression à l'intérieur de ces éléments. Conformément aux enseignements de l'invention et comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 2, le volume tampon 30 est remplacé par un logement 40 située directement à la sortie 23 de la pompe 20, et intégrée dans le corps 39 de la pompe 20. De cette façon, on évite tous les problèmes mentionnés précédemment dus aux vibrations et aux phénomènes de résonance qui avaient lieu dans le volume tampon 30 extérieur et indépendant de la pompe 20. Le logement 40 joue alors un rôle d'amortisseur des vibrations et à coups dus au déplacement du carburant. Sur le corps 39 de la pompe 20, dans la zone qui comprend le logement 40, sont agencés tous les éléments de distribution et de sécurité. En effet, la distribution du carburant à chaque injecteur 26 se fait directement à partir du logement 40 de la pompe 20. Chaque injecteur 26 possède son propre conduit d'alimentation 42 connecté directement à la sortie 23 de la pompe 20 par le biais du logement 40. Sur le corps 39 de la pompe 20 sont aussi placés les dispositifs de sécurité et de régulation de pression. On a fixé directement sur le corps 39 de la pompe 20 un capteur de pression et la canalisation 38 de retour vers le réservoir 12 qui peut être pourvue d'un régulateur de pression, et/ou d'un diaphragme de rupture. Les limiteurs de débit 36 sont fixés directement sur le corps 39 de la pompe 20 entre les conduits 42 d'injecteurs 26 et le logement 40 de la pompe 20. Ainsi, le nombre de connexions et donc de dispositifs de raccordement de l'ensemble du dispositif d'alimentation est réduit. Par conséquent, le risque de fuites pour des défauts d'étanchéité des raccords est fortement réduit. Les limiteurs de débit 36 peuvent être directement intégré dans le corps 39 de pompe 20 et non plus à l'extérieur de ce dernier. Ces limiteurs de débit 36 peuvent être constitués par de simples trous dans le corps 39 de la pompe 20, dont le diamètre est calibré de façon à fournir un débit déterminé. Conformément aux enseignements de l'invention, chaque injecteur 26 est relié à la pompe 20 individuellement par un conduit 42. Ainsi, l'implantation de ces injecteurs sur la culasse est grandement facilitée, les conduits 42 pouvant être disposés plus facilement le long ou dans le bloc moteur, entre la pompe 20 et les injecteurs 26. Le circuit d'alimentation 10 comporte encore une canalisation de retour 46 qui relie les injecteurs 26 au réservoir 12. Cette canalisation 46 permet, en cas de surpression à l'intérieur des injecteurs 26, de reconduire le carburant vers le réservoir 12. Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 3, les injecteurs sont fixés sur la culasse et les conduits d'alimentation de ces injecteurs peuvent contourner différents obstacles entre la pompe 20 et les injecteurs 26. Toujours sur cette figure 3, on a représenté la pompe 20 qui peut être avantageusement placée à proximité du bloc moteur et être entraînée par un arbre à cames, en étant placée sur le moteur, par exemple dans l'axe 34 de l'arbre à cames d'échappement. Enfin, la présente invention permet, du fait de la séparation des conduits d'alimentation, de réduire le diamètre de ces conduits 42, ce qui réduit encore l'encombrement global du système, ainsi que son poids total. Cette conception permet donc de résoudre les problèmes d'encombrement, d'implantation et de sécurité qui étaient posés par la présence du volume tampon 30 au-dessus de la culasse du moteur. Sans sortir du cadre de l'invention, le corps 39 de la pompe 20 peut comporter d'autres organes de mesure, de sécurité ou de distribution dont l'implantation et la mise en place sont particulièrement facilités. REVENE)ICATIONS 1. Circuit d'alimentation (10) en carburant d'un moteur de véhicule automobile, du type comportant une pompe d'injection (20) dont l'entrée (22) aspire le carburant dans un réservoir (12) et dont la sortie (23) est reliée à un volume tampon (30), et du type comportant une série d'injecteurs (26) de carburant montés sur la culasse (28) du moteur et dont chacun est relié au volume tampon (30) par un conduit individuel d'alimentation (34), caractérisé en ce que le volume tampon (30) est agencé à la sortie de la pompe (20), à proximité du corps (39) de cette dernière. 2. Circuit d'alimentation (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume tampon (40) est intégré au corps (39) de la pompe d'injection (20). 3. Circuit d'alimentation (10) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un régulateur de débit est interposé entre le volume tampon (40) et chaque conduit d'alimentation (42). 4. Circuit d'alimentation (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque régulateur de débit (36) comporte un orifice de sortie calibré. 5. Circuit d'alimentation (10) selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que les régulateurs de débit (36) sont intégrés au corps (39) de la pompe (20). 6. Circuit d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes pour la régulation de la pression dans le volume tampon (40) sont intégrés dans le corps (39) de la pompe (20).