Brevet FR2783284A1 — publié le 20000317

L'invention concerne une installation d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne diesel comportant une pompe d'injection à haute pression, qui entraîne le carburant dans un accumulateur à haute pression et des injecteurs commandés par des soupapes magnétiques et qui sont reliés selon une liaison fluidique à l'accumulateur à haute pression et dont chacun comporte un gicleur d'injection comportant une aiguille, ainsi qu'un piston de commande qui coopère avec cette aiguille et délimite une chambre de commande, et une soupape magnétique qui commande la détente de pression dans la chambre de commande, et comportant en outre une arrivée pour le carburant, qui s'étend dans l'injecteur jusqu'au siège de l'aiguille du gicleur. D'après MTZ "Motortechnische Zeitschrift" 58 (1997) 10, on connaît une telle installation d'injection de carburant pour des moteurs à combustion interne diesel, dans laquelle une pompe d'injection à haute pression densifie le carburant en le plaçant à une pression élevée atteignant jusqu'à environ 1350.105 Pa et l'entraîne jusqu'à un accumulateur à haute pression. Cet accumulateur à haute pression est une canalisation commune d'alimentation, connue également sous la désignation "Common Rail", pour tous les injecteurs commandés par une soupape magnétique, c'est-à-dire que du carburant circule depuis cette canalisation d'alimentation en direction d'injecteurs associés en passant dans des canalisations d'injection ou dans des canalisations de liaison respectives, et ce pour pénétrer d'une part dans la chambre de commande délimitée par le piston de commande et d'autre part, par l'intermédiaire de l'arrivée pour le carburant, dans la chambre de pression entourant l'aiguille du gicleur. Dans le cas de ce système dit "Common Rail", des oscillations indésirables de pression apparaissent entre les injecteurs et la canalisation d'alimentation agissant en tant qu'accumulateur à haute pression. C'est pourquoi l'invention a pour but au moins de réduire, grâce à des dispositions simples, dans l'installation d'injection de carburant, les oscillations de pression qui apparaissent habituellement entre les injecteurs et l'accumulateur à haute pression. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait qu'un volume d'accumulation de l'accumulateur à haute pression est prévu sur chaque injecteur et que les volumes d'accumulation des injecteurs sont reliés entre eux par des canalisations de liaison. Selon une autre caractéristique de l'invention il est prévu une installation d'injection de carburant, dans laquelle un raccord à haute pression est monté latéralement sur chaque injecteur, tandis que dans chaque injecteur est disposé un élément de la soupape magnétique, qui entoure partiellement le piston de commande et comporte, dans cette partie, un passage aboutissant à la chambre de commande, caractérisée en ce que la partie, qui entoure le piston de commande, de l'élément de soupape forme, conjointement avec le boîtier de l'injecteur, un espace annulaire intercalaire, qui loge le volume d'accumulation et est relié au raccord à haute pression et à partir duquel l'arrivée pour le carburant s'étend jusqu'au siège de l'aiguille du gicleur. Selon une autre caractéristique de l'invention, il prévu une installation d'injection de carburant, dans laquelle l'injecteur comporte un raccord à haute pression qui fait saillie latéralement à partir de l'injecteur, caractérisé en ce que chaque raccord à haute pression contient un volume d'accumulation. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque raccord à haute pression, qui contient le volume d'accumulation, est agencé sous la forme d'un corps creux longitudinal, auquel la canalisation de liaison est raccordée côté tête, au niveau de l'extrémité de ce corps tournée à l'opposé de l'injecteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque raccord à haute pression contenant le volume d'accumulation est agencé sous la forme d'un corps creux allongé, dont la partie latérale est prévue en tant que liaison de raccordement pour la canalisation de liaison. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu une installation d'injection de carburant, dans laquelle un raccord à haute pression est disposé latéralement sur chaque injecteur, caractérisée en ce qu'entre l'aiguille du gicleur et le corps du gicleur est présent un espace annulaire, qui est prévu pour le volume d'accumulation, est relié au raccord à haute pression et est relié à la chambre de commande par l'intermédiaire de la canalisation de commande qui s'étend dans le boîtier de l'injecteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'espace annulaire constitue simultanément l'arrivée pour la haute pression. Selon une autre caractéristique de l'invention, une canalisation de raccordement, qui s'étend à partir de la pompe d'injection à haute pression, est raccordée à un injecteur, disposé dans une position au moins approximativement centrée, parmi une série d'injecteurs ou à un premier injecteur d'une série d'injecteurs. Étant donné que le volume d'accumulation de l'accumulateur à haute pression n'est plus logé dans la canalisation d'alimentation, mais directement dans chaque injecteur, des oscillations de pression indésirables peuvent être éliminées dans une large mesure. Grâce à la suppression de la canalisation d'alimentation, on peut réaliser une réduction de coût; en outre on dispose d'un espace de montage plus important. D'autre part on obtient l'avantage consistant en ce que des injecteurs voisins peuvent être reliés entre eux par de courtes canalisations de liaison. On obtient un exemple de réalisation avantageux en raison de la position du volume d'accumulation dans l'injecteur, qui permet de se passer d'une amenée supplémentaire pour le carburant au moins dans cette zone. Éventuellement on peut utiliser une forme de réalisation, dans laquelle le raccord à haute pression, qui fait saillie latéralement par rapport à l'injecteur, loge le volume d'accumulation o aboutit la canalisation d'injection et/ou d'o part cette canalisation. Des accumulateurs à haute pression sont cependant appropriés également pour des injecteurs dans lesquels chaque aiguille de gicleur peut être actionné directement au moyen d'un actionneur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 représente, sous la forme d'une coupe longitudinale, un injecteur commandé par une soupape magnétique et comportant un volume d'accumulation, intégré au niveau du piston de commande; - la Figure 2 représente, à plus grande échelle, la partie supérieure de l'injecteur dans laquelle est intégré le volume d'accumulation; - la Figure 3 montre, selon une vue à plus grande échelle, un injecteur dans lequel est intégré un volume d'accumulation dans la zone de l'aiguille du gicleur; - la Figure 4 représente un injecteur, dont le volume d'accumulation est logé dans le raccord à haute pression; - la Figure 5 représente des injecteurs, dont les raccords à haute pression, qui contiennent des volumes d'accumulation, sont reliés entre eux par des canalisations de liaison; et - la Figure 6 représente un autre agencement des canalisations de liaison sur les raccords à haute pression. Un injecteur 1, qui est représenté sur la Figure 1 et est commandé par une soupape magnétique, d'une installation d'injection de carburant prévue pour des moteurs à combustion interne diesel est constitué essentiellement par un gicleur d'injection 2 comportant une aiguille 4, qui est guidée dans le corps 3 du gicleur et est chargée par un ressort et sur le côté arrière de laquelle est disposé un piston de commande 5 qui, conjointement avec un élément 6 d'une soupape magnétique 7, délimite une chambre de commande 8. L'élément de soupape 6 comporte une partie en forme de douille 6a, qui entoure le piston de commande 5, et un collet d'appui 6b, qui est situé du côté de la soupape magnétique et qui s'applique d'une manière étanche sur une partie 9 du boîtier de l'injecteur. Latéralement, un raccord à haute pression 10 pour une canalisation d'injection ou une canalisation de liaison 11 est formé sur la partie 9 du boîtier. Du carburant entraîné par une pompe d'injection à haute pression 12 parvient, par l'intermédiaire de cette canalisation de liaison 11 et du raccord à haute pression 10, et au moyen d'une arrivée 13 pour le carburant, qui pénètre dans l'injecteur 1, d'une part dans une chambre de pression 14 entourant l'aiguille 4 du gicleur et d'autre part dans la chambre de commande 8 située du côté de la soupape magnétique. Chaque injecteur 1 est équipé d'un accumulateur à haute pression 15, qui comporte un volume d'accumulation défini et qui conformément aux Figures 1 et 2, est agencé sous la forme d'un espace intercalaire annulaire 16 situé entre la partie 9 du boîtier de l'injecteur 1 et la partie en forme de douille 6a de l'élément de soupape 6. Le raccord à haute pression 10 débouche approximativement au centre, vu dans la direction longitudinale, dans cet accumulateur allongé à haute pression 15. L'arrivée 13 pour le carburant étant à partir de l'extrémité, située du côté de l'aiguille du gicleur, de l'accumulateur à haute pression 15 jusqu'à la chambre de pression 14. Dans sa partie située du côté de la soupape magnétique, l'accumulateur à haute pression 15 est relié à la chambre de commande 8, par l'intermédiaire d'un perçage radial 17 qui s'étend dans l'élément de soupape et comporte un étranglement 20. Lors de l'ouverture de la soupape magnétique 7, la soupape à bille 18 s'écarte de son siège 19 et il se produit dans la chambre de commande 8 une réduction de la pression du carburant, qui provoque l'ouverture du gicleur d'injection. Lors de la fermeture de la soupape magnétique, la pression totale d'accumulation agit sur le piston de commande 5 et le gicleur d'injection se ferme à nouveau. Les volumes d'accumulation de tous les injecteurs sont dimensionnés de telle sorte qu'on obtient un amortissement des ondes de pression au moins aussi bon que dans le cas de l'utilisation d'une canalisation de liaison (Common Rail), par ailleurs usuelle. On obtient en outre une réduction admissible de pression au niveau de l'injecteur pendant l'injection. L'injecteur 1 conforme à la Figure 3 contient un accumulateur à haute pression 15 qui est agencé sous la forme d'une chambre annulaire 21 et est situé entre le corps 3 du gicleur et l'aiguille 4 du gicleur et constitue simultanément l'arrivée pour le carburant pour le gicleur d'injection 2, ce qui a pour effet que l'arrivée séparée pour le carburant dans le réacteur est supprimée. Le raccord à haute pression , qui est formé latéralement sur l'injecteur 1, débouche dans la partie supérieure de la chambre annulaire 21. Une canalisation de commande 22, qui contient un étranglement 20 et débouche dans la chambre de commande 8, s'étend à partir de cet espace annulaire 21. L'aiguille 4 du gicleur possède, dans la zone située du côté de la chambre de combustion, par exemple des guides en forme de barrettes 23 pour l'aiguille et, en aval de ces éléments, un épaulement 24 délimitant la chambre de pression 14. Sur la Figure 4 l'accumulateur à haute pression 15 est formé par le raccord à haute pression 10 lui-même, qui est disposé dans l'injecteur 1 et représente un corps creux allongé qui loge le volume d'accumulation. Les raccords à haute pression 10 des injecteurs voisins 11 sont reliés entre eux par l'intermédiaire de canalisations d'injection ou de canalisations de liaison 11, et les canalisations de liaison 11 peuvent, conformément à la Figure 6, être raccordées côté tête aux corps creux allongés 10 ou, conformément à la Figure 5, être raccordées latéralement à ces corps creux 10 approximativement en leur milieu vu dans la direction longitudinale. Sur la Figure 5, un capteur de pression est désigné par la référence 25 et la pompe d'injection à haute pression est désignée par la référence 12. Une canalisation 26, qui est raccordée à la pompe d'injection à haute pression 12, peut être raccordée au choix soit à l'injecteur central 1 d'une série d'injecteurs, soit conformément à la Figure 6 au premier injecteur 1 de la série d'injecteurs pour l'obtention d'une répartition uniforme entre les injecteurs à partir de la pompe d'injection à haute pression. REVENDICATIONS 1. Installation d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne diesel comportant une pompe d'injection à haute pression, qui entraîne le carburant dans un accumulateur à haute pression et des injecteurs commandés par des soupapes magnétiques et qui sont reliés selon une liaison fluidique à l'accumulateur à haute pression et dont chacun comporte un gicleur d'injection comportant une aiguille, ainsi qu'un piston de commande qui coopère avec cette aiguille et délimite une chambre de commande, et une soupape magnétique qui commande la détente de pression dans la chambre de commande, et comportant en outre une arrivée pour le carburant, qui s'étend dans l'injecteur jusqu'au siège de l'aiguille du gicleur, caractérisée en ce qu'un volume d'accumulation de l'accumulateur à haute pression (15) est prévu sur chaque injecteur (1) et que les volumes d'accumulation des injecteurs (1) sont reliés entre eux par des canalisations de liaison (11). 2. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1, dans laquelle un raccord à haute pression est monté latéralement sur chaque injecteur, tandis que dans chaque injecteur est disposé un élément de la soupape magnétique, qui entoure partiellement le piston de commande et comporte, dans cette partie, un passage aboutissant à la chambre de commande, caractérisée en ce que la partie (6a), qui entoure le piston de commande (5), de l'élément de - soupape (6) forme, conjointement avec le boitier (9) de l'injecteur, un espace annulaire intercalaire, qui loge le volume d'accumulation et est relié au raccord à haute pression (10) et à partir duquel l'arrivée (13) pour le carburant s'étend jusqu'au siège de l'aiguille (4) du gicleur. 3. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1, dans laquelle l'injecteur comporte un raccord à haute pression qui fait saillie latéralement à partir de l'injecteur, caractérisé en ce que chaque raccord à haute pression (10) contient un volume d'accumulation. 4. Installation d'injection de carburant selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque raccord à haute pression (10), qui contient le volume d'accumulation, est agencé sous la forme d'un corps creux longitudinal, auquel la canalisation de liaison (2) est raccordée côté tête, au niveau de l'extrémité de ce corps tournée à l'opposé de l'injecteur (1). 5. Installation d'injection de carburant selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque raccord à haute pression (10) contenant le volume d'accumulation est agencé sous la forme d'un corps creux allongé, dont la partie latérale est prévue en tant que liaison de raccordement pour la canalisation de liaison (11). 6. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1, dans laquelle un raccord à haute pression est disposé latéralement sur chaque injecteur, caractérisée en ce qu'entre l'aiguille (4) du gicleur et le corps (5) du gicleur est présent un espace annulaire (21), qui est prévu pour le volume d'accumulation, est relié au raccord à haute pression (10) et est relié à la chambre de commande (8) par l'intermédiaire de la canalisation de commande (22) qui s'étend dans le boîtier (9) de l'injecteur. 7. Installation d'injection de carburant selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 6, caractérisée en ce que l'espace annulaire (21) constitue simultanément l'arrivée pour la haute pression. 8. Installation d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'une canalisation de raccordement (26), qui s'étend à partir de la pompe d'injection à haute pression (12), est raccordée à un injecteur (1), disposé dans une position au moins approximativement centrée, parmi une série d'injecteurs ou à un premier injecteur (1) d'une série d'injecteurs.