Brevet FR2816667A1 — publié le 20020517

DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une chambre collectrice à haute pression (rampe commune) pour recevoir une réserve de carburant à haute pression comportant un élément amplificateur de pression en forme de piston, par lequel-ci, une conduite d'alimentation d'une combi- naison de support de buse reçoit du carburant à haute pression. Dans les systèmes d'injection appliqués à des moteurs à combustion interne à injection directe, on utilise des chambres collectrices à haute pression (rampe commune). Ces chambres collectrices à haute pression servent d'accumulateurs de pression pour tous les injecteurs as- surant l'injection directe dans le moteur, pour amortir les pulsations de pression dans le système d'injection de carburant. Ces pulsations sont d'une part engendrées par la pompe à haute pression et d'autre part par l'ouverture des différents injecteurs pendant la phase d'injection. Même pour des quantités d'injection importantes, la pression dans la chambre collectrice à haute pression (rampe commune) reste à un niveau élevé, de sorte que les différents injecteurs du moteur peuvent recevoir toujours la pression maximale. ETAT DE LA TECHNIQUE Le document DE 197 01 879 A1 décrit une installation d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne. L'installation d'injection de carburant décrite dans ce document comprend une chambre collectrice à haute pression (rampe commune) qui est com- mune et reçoit le carburant d'une pompe à haute pression; cette chambre commune est reliée par des conduites d'injection aux injecteurs pénétrant dans chaque chambre de combustion du moteur à combustion interne ainsi alimenté. Les mouvements d'ouverture et de fermeture des injecteurs sont commandés par une soupape à commande électrique; la soupape ou vanne de commande est un distributeur à 3/2 voies reliant un canal à haute pression débouchant dans l'orifice d'injection de l'injecteur à la conduite d'injection ou à la conduite de décharge. L'organe de la soupape de commande est muni d'une chambre de travail hydraulique qui se rem- plit avec du carburant à haute pression et se commande à l'ouverture dans un canal de décharge pour régler la position de l'organe de la sou- pape de commande. Les monosystèmes utilisés dans des systèmes d'injection, ont l'inconvénient de ne disposer que d'un faible volume du côté basse pression pour amortir des pulsations de pression. Les oscillations de pres- sion du côté basse pression peuvent se répercuter fortement sur l'ensemble du circuit hydraulique. Pour des volumes faibles, les pulsations de pression sont dans ces conditions critiques et il peut arriver séparé- ment que les pressions maximales nécessaires ne sont pas disponibles au début d'une injection. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention résout les problèmes ci-dessus en ce que la chambre collectrice à haute pression intègre un élément amplificateur de pression précontraint, actionné par une chambre de commande. De façon avantageuse: - la chambre de commande est régulée en pression par un module de commande fixé sur le côté de la chambre collectrice à haute pression. - l'élément amplificateur de pression, précontraint, est réalisé sous la forme de deux zones de diamètre délimitant la chambre de commande i5 d'une chambre collectrice à haute pression, - l'élément amplificateur de pression, précontraint est guidé dans un segment de guidage supérieur et un segment de guidage inférieur dans la chambre collectrice à haute pression. La solution selon l'invention permet de diminuer les effets des pulsations de pression en utilisant le volume d'amortissement impor- tant pour réduire les pulsations de pression. Comme dans la chambre collectrice à haute pression, on a toujours une quantité importante de carburant, par comparaison avec celle appliquée à chaque injecteur, on peut utiliser ce volume comme volume d'amortissement pour les pulsa- tions de pression. Ainsi, l'injecteur s'intègre de manière peu encombrante dans la chambre collectrice à haute pression et le côté inférieur de la chambre collectrice à haute pression comporte des surfaces sur lesquelles on fixe le corps de fixation de buse. Suivant la configuration de la chambre collectrice à haute pression, en appliquant le principe du jeu de construc- tion (construction modulaire), on modifie le nombre de raccords corres- pondant au nombre de cylindres, c'est-à-dire 4, 6 ou 8 et dont on n'utilise que certains dans la mesure o le volume disponible suffit pour la cham- bre collectrice à haute pression. Suivant le mode de réalisation et la va- riante de montage, on utilisera les mêmes pièces pour les véhicules et ces pièces seront adaptées à chaque cas par les montages réalisés. Les modifi- cations des systèmes existants par l'application du principe modulaire sont possibles sans difficulté. Selon d'autres caractéristiques avantageuses, une chambre haute pression est réalisée dans la face frontale du raccord de la chambre collectrice à haute pression 1 et en regard de l'alimentation de la combi- naison à support de buse, le raccord de la chambre collectrice à haute pression et la combinaison de support de buse sont reliées de manière étanche au niveau de leur jonction par un écrou chapeau, l'amplificateur de pression en forme de piston est entouré par un élément de ressort qui s'appuie contre une surface d'appui et contre un appui de la paroi inté- rieure de la chambre collectrice à haute pression, une surface frontale qui constitue l'une des parois de la chambre à haute pression et appartient à l'élément amplificateur de pression en forme de piston, correspond princi- palement au diamètre de la chambre à haute pression. Grâce à la solution choisie, on réduit l'amplification des pulsations de pression du côté basse pression; de plus par l'intégration du piston amplificateur dans la chambre collectrice à haute pression, on économise un volume précieux au niveau de la culasse du moteur à com- bustion interne. Plus le système de conduite sera court et plus réduites seront les forces de friction dans le système et plus réduits seront les temps de réponse des volumes de liquide à déplacer. DESSINS La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté schématiquement dans l'unique figure annexée qui est une vue en coupe d'un piston ampli- ficateur intégré à une chambre collectrice à haute pression, la face infé- rieure de la chambre collectrice à haute pression étant reliée par une bride à une combinaison d'un support de buse. DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION La chambre collectrice à haute pression 1 selon la vue de la figure unique s'étend dans sa zone supérieure, d'une manière très large- ment symétrique par rapport à son axe 4; de manière plus détaillée, la chambre collectrice à haute pression (rampe commune) comporte diffé- rents éléments amplificateurs de pression 6 intégrés à sa paroi 2. Le côté supérieur de la chambre collectrice à haute pression 1 (rampe commune) peut être fermé à ce niveau par des bouchons 3 qui permettent en même temps l'accès aux éléments montés dans la chambre collectrice 1. Dans la vue en coupe représentée à la figure, la section passe juste à travers la chambre collectrice à haute pression 1 à l'endroit o coulisse un élément amplificateur de pression 6 en forme de piston, symétrique en rotation par rapport à l'axe de symétrie 5. L'élément amplificateur de pression 6 en forme de piston mobile suivant l'axe, dans la zone d'appui 27 de la chambre collectrice à haute pression est muni au niveau de sa surface supérieure d'une surface d'appui 9 en forme de collerette. Cette surface d'appui de l'amplificateur de pression 6 est destinée à un élément de ressort 10 qui entoure le dia- mètre de cet élément. L'élément de ressort 10 qui est de préférence un ressort hélicoïdal, s'appuie contre le côté intérieur de la paroi 2 de la chambre collectrice 1 au niveau de sa surface d'appui 12 et assure ainsi la mise en pression de l'élément amplificateur 6 en forme de piston dans la chambre collectrice 1. Dans sa zone supérieure, l'élément 6 est muni d'un perçage 7 qui se poursuit dans l'axe par un perçage 8. La zone de diamè- tre supérieure de l'élément 6 en forme de piston se poursuit par une zone de diamètre inférieur; le perçage dans le raccord 27 de la chambre collec- trice à haute pression 1 constitue une surface de guidage inférieure 29 pour l'élément amplificateur 6 en forme de piston mobile dans la zone de raccord 27 de la chambre 1. Entre la zone de diamètre supérieure de l'élément amplifi- cateur en forme de piston 6 et sa zone de diamètre inférieure, le boîtier de la chambre 1 délimite une chambre de commande 13. Cette chambre de commande 13 peut être déchargée en pression par un module de com- mande 18 fixé latéralement sur l'ajutage 27 de la chambre collectrice à haute pression 1. Le module de commande 18 comporte un perçage dé- bouchant dans la chambre de commande 13 de forme annulaire du rac- cord 27 de la chambre collectrice à haute pression 1. Le perçage de sortie 14 de la chambre de commande 13 est fermé ou ouvert par un élément d'obturation 15 en forme de bille qui peut être poussé par l'alimentation d'un actionneur 17 soit contre sa surface formant siège 16 dans le module de commande 18, soit être dégagé de celle-ci. Comme actionneur 17, on peut utiliser des électrovannes ou des actionneurs piézoélectriques. On peut également envisager un con- vertisseur mécanique/hydraulique pour assurer le changement de pres- sion dans la chambre de commande 13 sous la zone de diamètre supérieure de l'élément amplificateur de pression 6 en forme de piston. Le module de commande 18 de l'exemple de réalisation est relié par une liaison vissée 19 au raccord 27 de la chambre collectrice à haute pression, cette liaison étant étanche. L'extrémité inférieure de l'amplificateur de pression 6 en forme de piston comporte une surface frontale 20 qui constitue en même temps la surface limite de la chambre à haute pression 21 réalisée dans le raccord 27 de la chambre collectrice 1. La surface frontale 20 de l'amplificateur de pression 6 en forme de piston correspond pour l'essentiel au diamètre de la chambre à haute pression 21 dans le raccord 27 de la chambre collectrice à haute pression 1. La chambre à haute pres- sion 21 est située dans le raccord 27 de la chambre collectrice 1 de façon à se trouver en regard d'une conduite d'alimentation 26 de la buse d'injection à l'intérieur de la combinaison à aiguille de buse 33. Au niveau du joint d'assemblage 25 entre le raccord 27 de la chambre collectrice à haute pression et la zone filetée de la combinaison à support de buse 23, les deux composants sont reliés par un écrou chapeau 24. Pour cela, le côté extérieur du raccord 27 est muni d'un filetage; ce filetage se trouve sur le côté supérieur de la combinaison de support de buse 22. L'écrou chapeau 24 relie de manière étanche le raccord 27 de la chambre collec- trice à haute pression 1 et la zone d'entrée de la combinaison 23. Le long du joint 25 entre les deux composants évoqués ci-dessus, on n'a aucune fuite, de sorte que le carburant à haute pression de la chambre à haute pression 21 passe sans perte dans le sens de passage 28 dans la conduite d'alimentation 26 en étant propulsé dans cette conduite aboutissant à la buse d'injection non représentée. La référence 30 désigne le côté basse pression de la cham- bre collectrice à haute pression dans laquelle pénètre l'élément amplifica- teur de pression 6 en forme de piston, symétrique en rotation par rapport à l'axe de symétrie 5. L'élément amplificateur 6 est guidé par sa zone de grand diamètre dans la paroi 2 de la chambre collectrice à haute pression 1; par sa zone de diamètre réduit, l'élément amplificateur 6 est guidé le long de la surface de guidage 29 dans un perçage du raccord 27 de la chambre collecteur à haute pression 1. La solution selon l'invention permet de disposer l'élément amplificateur de pression 6 en forme de piston sur le côté de la pression de commande dans la chambre collectrice à haute pression, si bien que les pulsations de pression produites sont amorties efficacement par le vo- lume de carburant, important dans la chambre collectrice à haute pres- sion et ces pulsations ne se transmettent pas à la conduite 26 vers la buse d'injection non représentée. Selon une variante préférentielle, la chambre collectrice à haute pression 1 est conçue selon le principe du jeu de cons- truction (assemblage modulaire) pour que suivant le nombre d'injecteurs 4, 6, 8, 12, nécessaires, on aura plusieurs raccords 27 en forme d'ajutage munis d'un de filetage extérieur dans la zone de bride de la chambre col- lectrice à haute pression; ces différents éléments seront alors reliés aux combinaisons de supports de buse 23 par l'intermédiaire d'un écrou cha- peau 24. On évite ainsi efficacement les fuites au niveau du joint 25. L'intégration de l'élément amplificateur de pression 6 en forme de piston à l'intérieur de la chambre collectrice à haute pression 1 permet de plus d'avoir une configuration d'injecteur de faible hauteur, ce qui permet des conduites plus courtes et des volumes de carburant plus réduits dans les conduites courtes aboutissant à des temps de réponse plus réduits. REVENDICATIONS 1 ) Chambre collectrice à haute pression (rampe commune) pour recevoir une réserve de carburant à haute pression comportant un élément ampli- ficateur de pression (6) en forme de piston, par lequel-ci, une conduite d'alimentation (26) d'une combinaison de support de buse (23) reçoit du carburant à haute pression, caractérisée en ce que la chambre collectrice à haute pression (1) intègre un élément amplifica- teur de pression (6) précontraint, actionné par une chambre de commande (13). 2 ) Chambre collectrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre de commande (13) est régulée en pression par un module de commande (18) fixé sur le côté de la chambre collectrice à haute pression (1). 3 ) Chambre collectrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément amplificateur de pression (6), précontraint, est réalisé sous la forme de deux zones de diamètre délimitant la chambre de commande (13) d'une chambre collectrice à haute pression (1). 4 ) Chambre collectrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément amplificateur de pression (6), précontraint est guidé dans un segment de guidage supérieur et un segment de guidage inférieur (29) dans la chambre collectrice à haute pression (1). 5 ) Chambre collectrice selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' une chambre haute pression (21) est réalisée dans la face frontale du rac- cord (27) de la chambre collectrice à haute pression 1 et en regard de l'alimentation (26) de la combinaison à support de buse (23). 6 ) Chambre collectrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le raccord (27) de la chambre collectrice à haute pression (1) et la combi- naison de support de buse (23) sont reliées de manière étanche au niveau de leur jonction (25) par un écrou chapeau (24). 7 ) Chambre collectrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'amplificateur de pression (6) en forme de piston est entouré par un élé- ment de ressort (10) qui s'appuie contre une surface d'appui (11) et contre un appui (9) de la paroi intérieure de la chambre collectrice à haute pres- sion (1). 8 ) Chambre collectrice selon la revendication 5, caractérisée en ce qu' une surface frontale (20) qui constitue l'une des parois de la chambre à haute pression (21) et appartient à l'élément amplificateur de pression (6) en forme de piston, correspond principalement au diamètre de la chambre à haute pression (21).