Brevet FR2797917A1 — publié le 20010302

La présente invention concerne un dispositif d'injection pour moteur à combustion interne à injection directe, comprenant un actionneur, un piston, une chambre de pression un conduit à haute pression, un injecteur, une chambre d'injecteur, une chambre de ressort d'injecteur, un conduit d'introduction de carburant et une valve réduction de pression. De tels dispositifs d'injection sont par exemple connus DE 196 12 737 A1. Dans les dispositifs d'injection connus, notamment à commande par soupape magnétique, la préinjection, son dosage et sa séparation vis-à-vis de l'injection principale sont des paramètres importants permettant d'influer sur l'émission de bruit ou les émissions de gaz d'échappement. La quantité minimale d'injection est déterminée par la rapidité la soupape magnétique. Toutefois, la quantité d'injection qui est préfixée par la longue durée de déplacement la soupape magnétique est souvent trop grande pour permettre une optimisation de la combustion. Dans DE 196 12 Al, il est prévu, dans le trajet d'écoulement entre la chambre à haute pression et un conduit d'évacuation commandée, une valve qui, en début d'injection est fermée et qui, après le début d'injection, uniquement en fonction de la pression dans la chambre à haute pression, s'ouvre dans une petite fourchette de pressions et ibère le trajet écoulement pendant une très brève durée. Cela assure une pression d'injection qui reste constante sur l'étendue de cette brève durée et qui exerce son action d'une manière favorable sur le déroulement de l'injection. Toutefois, cela n'influe toujours pas sur la quantité minimale d'injection. C'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir un dispositif d'injection, pour moteur à combustion interne à injection directe, dans lequel la quantité de préinjection puisse être réduite. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'injection, du type générique défini en introduction, ' est caractérisé en ce que, lorsqu'elle se ferme, la valve de réduction de pression extrait de la conduite à haute pression un volume de carburant constant. I1 est dans ce cas possible d'utiliser, en tant que valve de réduction de pression, une valve de pression connue à réduction de pression à volume constant, telle qu on en utilise dans les pompes d'injection en ligne. I1 ainsi possible d'avoir recours à une structure courante de valve de pression sans qu'un nouvel agencement soit nécessaire. Le dispositif d'injection conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs particularités suivantes . - la valve de réduction de pression est disposée dans le trajet d'écoulement situé entre le conduit 'introduction de carburant et la chambre pression, - la valve de réduction de pression comprend un alesage cylindrique comportant un diamètre intérieur plus grand et un diamètre intérieur plus petit la transition diamètre intérieur plus grand au diamètre intérieur plus petit étant réalisée sous forme d'un changement de section conique, et un piston pouvant être déplacé dans 'alésage cylindrique et comportant une section supérieure, qui va en s'évasant d'une manière conique, disposée au-dessous de celle-ci une section annulaire, tandis que la section annulaire et la surface intérieure qui délimite le cylindre à diamètre intérieur plus petit coopèrent d'une manière étanche et que, lorsqu'il se déplace vers le bas, le piston, prend appui, dans la zone de sa section, qui va en s'évasant d'une manière conique, sur le changement de section, - une section inférieure du piston est voisine de la section annulaire est pourvue de rainures longitudinales sur sa partie périphérique extérieure, - une section inférieure du piston qui est voisine de la section annulaire est pourvue d'un alésage longitudinal central et de perçages transversaux se raccordant à celui-ci, - le conduit d'introduction de carburant débouche dans 'alésage cylindrique dans la zone de la section inférieure du piston. L invention a également pour objet un dispositi d'injection, du type générique défini en introduction qui caractérisé en ce que, lorsqu'elle se ferme, valve de réduction de pression envoie à la chambre de ressort d'injecteur un volume de carburant constant qui lorsque l'injecteur s'ouvre, assure un amortissement l'aiguille d'injecteur. 'invention est exposée en détail en regard dessins annexés dont . figure 1 représente, en coupe, un dispositif d'injection conforme à l'invention, figure 2 représente, à plus grande échelle, une valve de réduction de pression utilisée dans dispositif d'injection de la figure 1, figure 2A représente une coupe par la ligne A- de la figure 2 et figure 3 représente, à plus grande échelle, une autre forme de réalisation d'une valve de réduction pression. figure 1 représente un dispositif d'injection pour moteur à combustion interne à injection directe. Le dispositif d'injection 10 comprend un électro-aimant 20 servant à actionner une valve de commande 30 qui est de préférence réalisée sous forme d'une valve à 3 voies/2 positions et qui libère ou interrompt la liaison d'écoulement entre une conduite de commande 40 et une chambre à moyenne pression 50 et, inversement, interrompt ou libère la liaison d'écoulement entre une conduite d'huile de fuite 40a et la chambre à moyenne pression 50. conduite de commande 40 provient d'un accumulateur hydraulique, non représenté en détail, qui se trouve sous une moyenne pression. La conduite d'huile de fuite 40a débouche dans un réservoir d'huile de fuite. La chambre à moyenne pression 50 est acente à un piston d'amplification hydraulique 60 qui comprend un piston à moyenne pression 70 et un piston à haute pression 80. Le piston d'amplification hydraulique 60 est maintenu dans la position de repos au moyen d'un ressort Par sa face frontale, le piston à haute pression 80 adjacent à une chambre à haute pression 100 qui est formée par ce piston à haute pression et par un Indre à haute pression 110. La chambre à haute pression 100 communique avec un conduit d'introduction de carburant 120 relié à un système d'alimentation en carburant. Le conduit d'introduction de carburant 120 débouche dans une chambre de ressort d'injecteur 125 dans laquelle est disposé un ressort 135 soumet une aiguille d'injecteur 150 à une précontrainte en position fermeture. Une valve de réduction de pression 130 est disposée entre la chambre de ressort d'injecteur 125 et chambre à haute pression 100. Cette chambre à haute pression 100 est en outre reliée par un conduit à haute pression 140 à une chambre d'injecteur entourant 'aiguille d'injecteur 150. La valve de réduction de pression 130 est disposée dans une section de boîtier 170 située entre la chambre à haute pression 100 et le conduit d'introduction de carburant 120. Ainsi qu'on peut le voir d'après la vue de détail de la figure 2, cette valve est constituée d'un piston de réduction de pression 180 qui est logé dans un alésage cylindrique 190 de façon à pouvoir s'y déplacer. 'alésage cylindrique 190 présente un diamètre intérieur d et, dans sa zone supérieure, voisine de la chambre à haute pression 100, il s'évase pour former un diamètre intérieur D par l'intermédiaire d'un changement de section conique 200. Dans sa zone supérieure, voisine de la chambre à haute pression 100, le piston de réduction de pression 180 comporte une section 210 qui va en s évasant d'une manière conique. Par cette section 210, dans la position de fermeture de la valve de réduction de pression 130 qui est représentée à la figure 2 et dans laquelle ce piston de réduction de pression 180 est déplacé vers le bas dans l'alésage cylindrique 190, ce piston prend appui sur le changement de section conique 200. Au-dessous de la section 0 qui s'étend d'une manière conique, ce piston 180 comporte une section annulaire 220 dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur de l'alésage cylindrique 190. La section annulaire 220 est suivie d'une section de piston 230 présentant un diamètre extérieur réduit en comparaison de la section annulaire 220. Cette section de piston 230 se prolonge elle-même par une section inférieure de piston 240 dont le diamètre extérieur correspond à celui de la section annulaire 220. Cette section de piston 240 comporte des rainures longitudinales 250 (figure 2A) qui sont espacées suivant la direction circonférentielle et qui débouchent dans la section de piston 230. La valve de réduction de pression 130 située dans le dispositif d'injection 10 fonctionne comme suit Par le conduit d'introduction de carburant 120 et la chambre d'injecteur 125, le carburant parvient dans la zone de la surface frontale inférieure 245 du piston de réduction de pression 180 de la valve 130. Sous l'effet de la différence de pression existant entre le conduit d'introduction 120 et la chambre à haute pression 100, le piston de réduction de pression 180 se déplace vers le haut jusque dans une position d'ouverture dans laquelle le trajet d'écoulement entre le conduit d'introduction 120 et la chambre à haute pression 100 est libéré. Si, sous l'effet de l'application d'une impulsion de commutation, l'électro-aimant 20 est actionné, la chambre à moyenne pression 50 située au-dessus du piston à moyenne pression 70 est reliée à la conduite de commande 40 grâce à un déplacement de la valve de commande 30. Par suite le piston d'amplification hydraulique 60 déplacé vers le bas. Ce déplacement crée un accroissement de pression dans la chambre à haute pression 100. Dès la pression dans cette chambre 100 dépasse la pression régnant dans le conduit d'introduction de carburant le piston de réduction de pression 180 se déplace vers bas dans l'alésage cylindrique 190, sous l'effet de la pression qui est exercée sur la surface frontale supérieure 260 par la section de piston 210, jusqu'à ce que section annulaire 220 du piston 180 passe devant le changement de section 200 situé dans l'alésage cylindrique 190, ce qui interrompt le trajet d'écoulement du carburant. suite, sous l'effet de la pression qui croît dans la chambre à haute pression 100, le piston de réduction de pression 180 continue de se déplacer vers le bas, jusqu'à ce que la section conique 210 trouve son siège sur le changement de section 200 du cylindre 190. Ce second déplacement vers le bas de la valve réduction de pression 130 qui est réalisé à la suite permet que soit extrait du conduit à haute pression 14 , lequel communique avec la chambre à haute pression 100, le volume de carburant constant qui correspond à H . n .d2/4 (H = distance de l'arête inférieure de la section annulaire 220 au point de contact de la section conique 210 du piston de réduction de pression 180 avec le changement de section 200). La valve de réduction de pression 130 est alors complètement fermée et le piston de réduction de pression 180 est dans sa position la plus basse. Une pression continue alors de s'établir dans la chambre à haute pression 100, jusqu'à ce que soit atteinte, dans la chambre d'injecteur qui communique avec cette chambre 100 par le conduit à haute pression 140, la pression qui suffit pour soulever de son siège l'aiguille d'injecteur 150. L'injection commence alors avec un volume de carburant qui est réduit de la valeur d'un volume défini grâce à la venue de la valve de réduction de pression 130 complètement sur son siège. Lors de l'ouverture de l'injecteur, la quantité d'injection est réduite de la valeur de ce volume de carburant défini. Dans une variante de réalisation (figure 3), la valve de réduction de pression 130' comprend un piston de réduction de pression 180' dont la section inférieure 240' présente un alésage longitudinal central 250' qui débouche dans deux perçages transversaux 255' qui sont disposés perpendiculairement l'un à l'autre et qui debouchent eux-mêmes dans la section de piston 230' diamètre extérieur réduit. Dans ce cas également, l'introduction de carburant a lieu dans la zone de la surface frontale inférieure 245' du piston de réduction pression 180' situé dans l'alésage cylindrique 190'. Le conduit d'introduction de carburant 120' débouche dans la chambre de ressort d'injecteur 125'. Lorsque le piston de réduction de pression 180, 180' vient sur son siège et qu'un volume de carburant est en même temps extrait du conduit à haute pression 140, 140', ce volume de carburant extrait parvient dans la chambre 125, 125' et réalise un amortissement de l'aiguille d'injecteur lors de l'ouverture de l'injecteur. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'injection (10), pour moteur combustion interne à injection directe, comprenant - un actionneur (20, 30, 40, 50, 60), - un piston (80), - une chambre de pression (100; 100'), - un conduit à haute pression (140; 140'), - un injecteur, - une chambre d'injecteur, - une chambre de ressort d'injecteur (125; 125'), - un conduit d'introduction de carburant (120; 120') - une valve de réduction de pression (130 ; 130'), caractérisé en ce que, lorsqu'elle se ferme, la valve de réduction de pression (130; 130') extrait de la conduite haute pression (140; 140') un volume de carburant constant. 2. Dispositif d'injection (10) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valve de réduction de pression (130; 130') est disposée dans le trajet d'écoulement situé entre le conduit d'introduction de carburant (120; 120') et la chambre de pression (100; 100'). 3. Dispositif d'injection (10) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valve de réduction de pression (130; 130') comprend - un alésage cylindrique (190; 190') comportant un diamètre intérieur plus grand (D) et un diamètre intérieur plus petit (d), la transition du diamètre intérieur plus grand (D) au diamètre intérieur plus petit (d) étant réalisée sous forme d'un changement de section conique (200), et - un piston (180; 180') pouvant être déplacé dans l'alésage cylindrique (190; 190') et comportant une section supérieure (210), qui va en s'évasant d'une manière conique, et, disposée au-dessous de celle-ci, une section annulaire (220), tandis que la section annulaire (220;) et la surface intérieure qui délimite le cylindre (100; 100') à diamètre intérieur plus petit (d;) coopèrent d'une manière étanche et que, lorsqu'il se déplace vers le bas, le piston (180; 180') prend appui, dans la zone de sa section (210) qui va en s'évasant d'une manière conique, sur le changement de section (200). 4. Dispositif d'injection (10) suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'une section inférieure (240) du piston (180) qui est voisine de la section annulaire (220) est pourvue de rainures longitudinales (250) sur sa partie périphérique extérieure. 5. Dispositif d'injection (10) suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'une section inferieure (240') du piston (180') qui est voisine de la section annulaire est pourvue d'un alésage longitudinal central (250') et de perçages transversaux (255') se raccordant à celui-ci. . Dispositif d'injection (10) suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le conduit d'introduction de carburant (120; 120') débouche dans l'alésage cylindrique (190; 190') dans la zone de la section inférieure (240; 240') du piston (180; 180'). 7. Dispositif d'injection (10), pour moteur combustion interne à injection directe, comprenant - un actionneur (20, 30, 40, 50, 60), - un piston (80), - une chambre de pression (100; 100'), - un conduit à haute pression (140; 140'), - un injecteur, - une chambre d'injecteur, - une chambre de ressort d'injecteur (125; 125'), - un conduit d'introduction de carburant (120; 120') - une valve de réduction de pression (130; 130'), caractérisé en ce que, lorsqu'elle se ferme, la valve de réduction de pression (130; 130') envoie à la chambre de ressort d'injecteur (125; 125') un volume de carburant constant qui, lorsque l'injecteur s'ouvre, assure un amortissement de l'aiguille d'injecteur.