Brevet FR2823534A1 — publié le 20021018

section nnulaire. 1 2823534 Procédé pour augmenter la puissance et le couple d'un moteur diesel a système d' i niection et dispositif pour la mi se en _uvre du procédé L'invention se rapporte à un dispositif visant à augmenter la puissance et le couple d'un moteur diesel de type " common rail ". Dans un moteur diesel, pour assurer une bonne préparation du mélange carburant-air, le carburant doit être injecté dans la chambre de combustion à une pression comprise généralement entre 350 et 2000 bars. Le système d'injection des moteurs diesel comprend une partie basse pression (réservoir de carburant, filtre à carburant, pompe d'alimentation mécanique ou électrique avec soupape de décharge), et une partie haute pression comprenant: - une pompe haute pression; - des clapets de refoulement; - la tuyauterie de refoulement; - les ensembles injecteurs/porte injecteurs. Les systèmes d'injection diesel haute pression sont à ce jour de sIx grands types différents, qui peuvent être classés en deux groupes. Un premier groupe, dans lequel la pression d'injection requise est toujours produite au moment de l'injection, ce premier groupe comprenant les systèmes suivants: - pompes d'injection en ligne, ou groupe d'injection, employés surtout pour les véhicules utilitaires; - pompes d'injection distributrices, employées dans la grande majorité des voitures particulières diesel à injection directe et les utilitaires légers, ainsi que pour les moteurs diesel à rotation rapide; - pompes d'injection monocylindres, dites pompes enfichables, pour les moteurs marins ou d'engins de chantier; - injecteurs-pompes (unit injector system) , dans lesquels la pompe d'injection et l'injecteur ne forment qu'un élément monté dans la culasse; - pompes unitaires à haute pression (unit pump system). 2 2823534 Un deuxiAme groupe, dans lequel la preson dnjeion e gAndrde indApendamment du gime e1 de charge: c'e sy&me dnJeuion accumulateur d common rah ". Dans le common mil, un volume de ockage formant rAservoP de preion aumulaDon (le mil t e alimentd K par une pompe pions en gne ans s d il li par une pompe didb- pions radlaux (dans le cas des voitures palcuDAre0. La preson dans le raU peu1 re modulAe e1 maintenue constante par un rAgulateur de preson placd sur la pompe ou sur le raU, les vhlcules u1Uitaires disposant par contre d'une rAgulatlon dbit-mA1rique. La haute preson gAndrde par la pompe module par le rAgula1eur e envoye vers le rail, puis du rall vers des lnjeeurs conventionnels. Cinjeion propremen1 dite e initAe par le calculateur Aleronique qul 1mnsm au bon momen1 une impuRion de ge [nne de I'injeeur. Le common rail perme1 un dAcouplage phydque et tempor des fonions de gAndration de preson e1 dnjeulon. La preson dilnleion es1 en eMet gAndrde par une pompe hau1e preson sAparde qui a pas re en nchronisme avec les injeions, de soe que la preson e rAgle indApendammen1 du db d'ieion et du rAgime moteu Les in] eeurs commande Alerique flxent le dbut et le dbit dnjeuJon par lnant et la durde de leur aulvation, la durde d'ouveure et la preson du systAme derminant le db dnleulon. Les capteurs de preson rAgnant dans Laccumulateur d'un s1Ame dnjeion diesel common raU son1 conventionneMemen1 du pe membrane en acier resso avec delon par 1auges de con1raintes. Les drcuits d'amplication, de caMbrage e1 de compensation sont rAunls sur un AsK log dans le boMier du capteur. Les avantages du common raU son1 mulples: - posibiD de rdaliser cHement des inJeulons mulples ou fraulonndes; 3 2823534 - la pompe d'alimentation ne nécessite pas de couples d'entranement élevés, et est donc moins sollicitée que dans les systèmes d'injection conventionnels; - la régulation débit-métrique permet une température de carburant plus basse dans le système d'injection, par rapport à une régulation de pression; - la pression d'injection est librement sélectionnée dans la cartographie, le niveau de pression pouvant atteindre 1400 bars; - I'injection pilote et les injections multiples contribuent à réduire les émissions polluantes et les bruits de combustion; - la mise en _uvre du " common rail " n'entrane aucune transformation du moteur diesel, la pompe haute pression remplace la pompe d'injection et ies injecteurs sont placés dans la culasse comme des ensembles conventionnels injecteur/porte injecteur. Différentes conceptions de système d'injection " common rail " peuvent être trouvées dans les documents récents suivants: - demandes de brevet en France publiées sous les numéros 2 786 225, 2 778 699; - brevets délivrés aux Etats Unis sous les numéros 6 142 125, 6 126 208, 6 050 611, 5 979 945, 5 852 977; - demandes de brevet européen publiées sous les numéros 1 041 265, 0971 119,0971 115,0969195; - demandes internationales c'^--- brevet publiées sous les numéros 01/18382, 01/11222, 01/06111, 01/00986; - demandes de brevet allemand publiées sous les numéros 19 859 175, 19 858 861, 19 857 971. L'invention vise à fournir un dispositif permettant d'augmenter la puissance et le couple d'un moteur diesel à système d'injection " common rail ", ce dispositif étant: - facile à mettre en place, tant sur chame de fabrication que par un particulier non professionnel de la mécanique; J. 4 2823534 - robuste et notamment peu sensible aux écarts de température et à l'humidité; - compact et donc facilement logeable; - peu onéreux; adaptable sur un très grand nombre de véhicules existants; - d'utilisation compatible avec les règlements en usage et les normes des constructeurs automobiles; - sans effet notable sur la longévité des moteurs sur lesquels il est monté. A cette fin, I'invention se rapporte, selon un premier aspect, à un procédé pour augmenter la puissance et le couple d'un moteur diesel à système d'injection de type a common rail ", ce système d'injection comprenant un capteur haute pression et un caltulateur, ce procédé comprenant une étape d'abaissement de la tension issue du capteur haute pression, la valeur abaissée de tension étant adressée au calculateur de sorte à provoquer une augmentation du temps d'injection. Selon une réalisation particulière, I'abaissement de la tension est réalisé lorsque cette tension est supérieure à une valeur seuil prédéterminée. L'invention se rapporte, selon un deuxième aspect à un dispositif permettant la mise en _uvre du procédé ci-dessus, ce dispositif comprenant un circuit électronique assurant ledit abaissement de tension à l'aide d'au moins une résistance placée en série. Selon diverses réalisations, le disrositif présenté les caractères suivants, éventuellement combinés: - le circuit électronique est logé dans une bo^'te sensiblement étanche, les ports d'entréelsortie de ce circuit étant reliés à deux connecteurs de branchement, vers le capteur de pression et vers le caltulateur respectivement; - les câbles reliant les connecteurs aux ports d'entrée/sortie du circuit électronique sont souples et sensiblement étanches, le circuit électronique étant encapsulé dans la bo^'te. s ^ s D'autres objels et avantages de [inntion apparaUront au cours de la descrlption suivante de modes de rdalisation, description qui va Atre eMeude en se rAfArant aux desns annexs, dans lesquels: - gure 1 e une vue hAmaque d'un boMier additonnel et de ses cAbles de branchement; - [gure 2 e un hAma d'une cae eronue logde dans le boMier de la figure 1, selon un mode de rdaUsation. Dans les syAmes d'inleion mmon raU, ainsl qu'0 a Atd d prAcAdemment, le temps d'inieion et la preson du carburant sont liAs par la caographle du calculateur, information qui n'est pas facHement accessible et modifiable. Ceains prAparateurs de moteur proposent le changement pur et mple de puce euronlque ou la re-programmaton, ce qui e coOteux et complexe. bier addlonnel lon Pln-on d'uUsion beauup plus simple. comprend en eMet: - un ccuR eronique 1 log dans une boMe 2 senblement Atanche; - un cAble souple 3 et sensiblement Atanche rebant les pos d'entrdeoie de cae Aleuronlque deux cosses de branchements 15, ce cAble souple Atant pouu d'un branchement 6 enTouenY. _ Les cosses 15 ou conneeurs sont de pe connu en sol et notamment ldenques ou adaptables ceux employs par les conrueur Ces cosses 4,5 sont par exemple commerciaUsAes par la sociAtd Sicma. Le drcuit Aleronique 2 reprAsentd en gure 2 comprend quatre pos d'entrAsoie 7,8,9,10. Le premler po 7 e deinA re conne6 mae du capteur de 3Q preson du syAme d'inleion. Le deu6me po 8 corspond au signaUssu dud our de psion. 6 2823534 Les troisième et quatrième ports correspondent au signal envoyé audit capteur par le circuit électronique 1. Ainsi que le comprendra l'homme du métier, le circuit électronique 1 intercale une résistance sur la tension d'entrée du capteur, à partir d'un seuil de déclenchement, ce seuil étant prédéterminé par réglage du potentiomètre 11. Le bo^'tier additionnel envoie ainsi une information déformée au calculateur, en lui " faisant croire " que la pression de carburant est faible, le calculateur augmentant alors le temps d'injection, pour tenir compte de cette pression d'injection apparemment faible. Lorsque le capteur de pression est de type pièzo, la demanderesse a constaté que la tension délivrée par ce capteur est habituellement du type suivant: - O volt: pas de pression; - 1,3 volts: pression d'injection de l'ordre de 300 bars; - 5 volts: pression d'injection de l'ordre de 1300 bars. A l'issue d'essais, la demanderesse a constaté que la chute de la tension crantée à l'aide d'une résistance placée en série provoque la chute de la tension de sortie, le processus d'injection et la pression de carburant étant modifiés par le calculateur tout en restant dans les tolérances données par les constructeurs. L'alimentation du circuit 1 est assurée par la tension continue et la masse du capteur de pression. - ^- L'intercalation du bo^'tier, qui ne travaille que sur les informations du capteur haute pression du " common rail " est rapide et simple, et peut étre effectuée par un non professionnel. Seu le la valeu r du seui l sera pré-réglée pa r un profession nel, le cas échéant, pour tenir compte du type de véhicule et des souhaits de l'utilisateur. L'augmentation de puissance obtenue à l'aide du bo^'tier tel que décrit ci-dessus est de l'ordre de 15 à 40%, I'augmentation de couple étant de l'ordre de 20 à 50 %. 7 2823534 REVENDICATIONS 1. Procédé pour augmenter la puissance et le couple d'un moteur diesel à système d'injection de type "common rail ", ce système d'injection comprenant un capteur haute pression et un calculateur, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'abaissement de la tension issue du capteur haute pression, la valeur abaissée de tension étant adressée au calculateur de sorte à provoquer une augmentation du temps d'injection. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'abaissement de la tension est réalisé lorsque cette tension est supérieure à une valeur seuil prédéterminée. 3. Dispositif permettant la mise en _uvre du procédé présente dans I'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit électronique assurant ledit abaissement de tension à l'aide d'au moins une résistance placée en série. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit électronique est logé dans une bo^'te sensiblement étanche, les ports d'entrée/sortie de ce circuit étant reliés à deux connecteurs de branchement, vers le capteur de pression et vers le calculateur respectivement. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les câbles reliant les connecteurs aux ports d'entrée/sortie du circuit électronique sont souples et sensiblement étanches, le circuit électronique étant encapsulé dans