Brevet FR2832462A1 — publié le 20030523

Système d'injection L'invention se rapporte à un système d'injection pour moteur à combustion interne muni d'une rampe commune d'injection de carburant. De nos jours, les constructeurs automobiles cherchent les technologies qui leur permettraient de concevoir des véhicules automobiles moins polluants. Tout d'abord parce que les conducteurs des véhicules sont plus sensibles que jamais à l'écologie mais surtout parce que les normes sur les rejets entrant en vigueur sont de plus en plus sévères. Une des solutions envisagées par les constructeurs pour réduire les rejets polluants consiste à arrêter du moteur lorsque celui-ci n'est pas sollicité, comme par exemple à un feu rouge. Cette technique est plus généralement appelée "stop and start". En effet, l'arrêt du moteur va permettre d'abaisser la consommation en carburant et donc de diminuer les rejets polluants. Cette baisse des rejets est significative surtout en ville où la forte concentration des signalisations routières oblige à régulièrement s'arrêter et où il se forme souvent des bouchons. Cette technique du"stop and start" s'applique facilement avec les moteurs dont l'injection dans chaque cylindre est pilotée individuellement. Cependant tel n'est pas le cas avec les moteurs dotés d'une rampe commune (ou"common rail") qui, elle, gère l'injection de plusieurs cylindres en même temps. En effet, le démarrage actuel de ces moteurs dotés d'une rampe commune à jet de carburant haute pression est trop "lent"pour que le "stop and start" leur soit applicable. Cette lenteur est induite par le temps requis à la pompe haute pression pour compresser le carburant présent dans la rampe commune jusqu'à la pression minimale nécessaire au fonctionnement des injecteurs. Ainsi, pour que les moteurs à rampe commune puissent fonctionner en"stop and start", il est nécessaire de raccourcir leur temps de démarrage. La demande de brevet US5839413 divulgue un système qui permet de réduire le temps de démarrage d'un moteur à rampe commune. Le principe de ce système consiste à faire communiquer la rampe commune non seulement à une pompe haute pression mais également à un circuit basse pression grâce à deux clapets anti-retour tarés (un premier basse pression et un deuxième haute pression). Le circuit basse pression possède un accumulateur basse pression qui permet de maintenir une pression stable inférieure à celle délivrée lorsque la pompe haute pression est à pleine charge. Ainsi au démarrage alors que la pompe haute pression est mise en marche, le circuit basse pression compresse déjà le carburant dans la rampe commune. Puis, quand la pompe haute pression exerce une pression supérieure à celle régnant dans le circuit basse pression, le clapet basse pression, qui laissait passer jusqu'alors le flux basse pression, va se fermer au profit du deuxième clapet. La rampe commune est finalement mise en pression uniquement par la pompe haute pression. Le temps de montée en pression grâce à ce système est donc diminué. Cependant cette technique n'est pas satisfaisante d'une part parce qu'elle est trop complexe à mettre en oeuvre et d'autre part parce qu'elle n'est pas assez rapide pour que son application au"stop and start"soit agréable à l'usage. Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie les inconvénients rencontrés dans l'art antérieur. Ainsi, l'invention propose un système d'injection de constitution simple pour moteur à combustion interne permettant de raccourcir le temps de démarrage en vue d'adapter ces moteurs au"stop and start". A cet effet, l'invention se rapporte à un système d'injection pour moteur à combustion interne comprenant au moins un moyen d'injection, des moyens d'alimentation de carburant sous pression, un accumulateur commun à chaque moyen d'injection contenant du carburant sous pression fourni par lesdits moyens d'alimentation caractérisé en ce qu'il comporte de plus, entre chaque moyen d'injection et ledit accumulateur, un dispositif stockeur de carburant sous pression alimenté par ledit accumulateur, ledit dispositif stockeur étant apte lors du démarrage à libérer ledit carburant sous pression stocké vers son moyen d'injection associé en vue de lui fournir carburant sous pression plus rapidement qu'avec lesdits moyens d'alimentation seuls. Ce système permet de garder la structure existante et de l'adapter stop and start en raccourcissant le temps de démarage. Avantageusement, chaque dispositif stockeur de carburant sous pression, selon l'invention, comporte un premier canal qui, reliant ledit accumulateur et un desdits moyens d'injection, comporte au moins un réservoir et au moins deux moyens d'ouverture pilotée respectivement situé entre l'accumulateur et le réservoir et entre le réservoir et ledit moyen d'injection pour permettre sélectivement de remplir le réservoir de carburant sous pression venant dudit accumulateur ou de vider le réservoir pour alimenter ledit moyen d'injection. Cette configuration à l'avantage de ne pas avoir à implanter une source de compression supplémentaire récupère du carburant sous pression venant de l'accumulateur. De manière avantageuse, lesdits moyens d'ouverture pilotée, selon l'invention, sont des électrovannes. Chaque dispositif stockeur de carburant sous pression, selon l'invention, comporte, avantageusement, en plus un deuxième canal qui, en parallèle du premier, autorise uniquement, grâce à un clapet anti-retour, le passage du carburant dudit accumulateur vers ledit moyen d'injection afin de permettre l'alimentation des moyens d'injection directement par ledit accumulateur. Cela permet, après les phases de démarrage, que l'injection soit réalisée normalement , c'est- à-dire que chaque moyen d'injection soit alimenté par le même accumulateur de carburant sous pression. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après faite en référence à la figure unique représentant un schéma simplifié du système d'injection selon l'invention. Dans l'exemple illustré à la figure 1, on peut voir un système d'injection 1, selon l'invention, destiné à être utilisé dans un moteur à combustion interne. Il se compose principalement d'une pompe haute pression 2, d'une rampe commune 3, d'un dispositif de stockage 4 et d'un injecteur 5. Un seul injecteur 5 est visible mais bien entendu, la rampe commune 3 pourra par exemple alimenter autant d'injecteur 5 que de cylindres présents dans le moteur. La pompe haute pression 2 alimente la rampe commune 3 en carburant sous pression. Cette configuration très utilisée et très connue ne sera pas plus détaillée dans ce brevet. Dans l'exemple illustré, on peut voir que le dispositif de stockage 4 relie la rampe commune 3 et l'injecteur 5 par deux canaux 6,7 se rejoignant avant d'arriver à l'injecteur 5. Le premier canal 6 est muni d'un clapet anti-retour 8, empêchant au flux de carburant de passer de l'injecteur 5 vers la rampe commune 3 mais autorisant le flux inverse. Le deuxième canal 7 comporte un réservoir 9, un capteur de pression 10 et deux électrovannes 11,12. Dans l'exemple illustré à la figure 1, ces dernières 11,12, situées respectivement de part et d'autres du réservoir 9, permettent sélectivement et indépendamment l'une de l'autre l'ouverture d'une partie du canal 7. Le capteur 10 détecte la pression régnant dans le réservoir 9. Lors du premier démarrage du moteur, le réservoir 9 étant vide, le capteur 10 indique qu'il n'y a pas de pression. L'électrovanne 10 est alors mise dans sa position ouverte et la seconde 11 dans sa position fermée. Quand la pompe haute pression 2 alimente la rampe commune 3 en carburant sous pression, du carburant va passer dans le canal 6 et le canal 7 de chaque dispositif de stockage 4 associé à un injecteur 5. L'électrovanne 10 étant ouverte, le carburant va alors s'introduire dans le réservoir 9 sans pouvoir aller plus loin, l'électrovanne 11 étant fermée. Le carburant qui est dans le canal 6 passe au travers du clapet anti-retour 8 et ainsi alimente l'injecteur 5. La pompe haute pression 2 va au fur et mesure augmenter la pression pour fournir, au bout d'un moment, une pression suffisamment haute pour atteindre la pression minimale de fonctionnement des injecteurs 5. Un capteur de pression (non représenté) situé dans chaque injecteur 5 permet de déterminer ladite pression minimale et commande alors l'injection. Le moteur peut alors être démarré. Le capteur 10 du dispositif de stockage 4 de la même manière détecte si la pression nécessaire dans le réservoir 9 (qui peut être bien supérieure à celle citée au paragraphe précédent) est atteinte. L'électrovanne 10 à ce moment sera mise dans sa position fermée et emprisonnera donc du carburant sous pression dans le réservoir 9. Le moteur est désormais prêt à fonctionner en mode stop and start . Lorsque la commande de démarrage est à nouveau actionnée et que le capteur 10 détecte de la pression, l'électrovanne 12 est mise en position ouverte et relâche donc le carburant sous pression vers son injecteur associé 5. En effet, le clapet anti-retour 8 empêche que ce carburant remonte le long du canal 6 vers la rampe commune 3. Cette pression relâchée étant supérieure à la pression minimale de fonctionnement de son injecteur associé 5, l'injection peut avoir lieu plus rapidement que s'il avait fallu attendre que la pompe haute pression 2 fournisse seule ladite pression minimale. Le moteur peut donc être démarré plus tôt. La pompe haute pression 2 étant partiellement alimentée en énergie par la courroie de distribution du moteur (non représentée), le démarrage de ce dernier va avoir un effet accélérateur à la montée en pression de la pompe haute pression 2. Le raccourcissement du démarrage va donc être encore multiplié. Au bout d'un certain temps, la pompe haute pression 2 va fournir une pression supérieure dans la rampe commune 3 par rapport à celle régnant à l'entrée de l'injecteur 5. Le clapet anti-retour 8 va alors laisser le carburant s'écouler au travers du canal 6 vers l'injecteur 5. A ce moment, l'électrovanne 12 est remise en position fermée puis l'électrovanne 11 est réouverte. Le cycle normal d'injection de carburant peut alors avoir lieu. Comme précisé précédemment, quand la pression nécessaire, détectée par le capteur 10, est atteinte dans le réservoir 9, l'électrovanne 11 se ferme et emprisonne à nouveau du carburant sous pression dans le réservoir 9. Le cycle de redémarrage cité et répété plusieurs fois permet, grâce à ce système d'injection, à un moteur doté d'une rampe commune de fonctionner en"stop and start". Le fait qu'il y ait un dispositif de stockage 4 pour chaque injecteur 5 autorise un volume de réservoir 9 petit par rapport à celui de la rampe commune 3. Le réservoir 9 sera dimensionné préférentiellement pour que deux injections puissent être réalisées avant que la pompe haute pression 2 prenne le relais. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l'exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, des configurations du canal 7 avec une seule électrovanne ou une technologie différente des électrovannes peuvent être envisagées. Egalement, la stratégie du premier démarrage peut être différente, par exemple en remplissant le réservoir 9 seulement après quelques injections. REVENDICATIONS 1. Système d'injection (1) pour moteur à combustion interne comprenant au moins un moyen d'injection (5), des moyens d'alimentation de carburant sous pression (2), un accumulateur (3) commun à chaque moyen d'injection (5) contenant du carburant sous pression fourni par lesdits moyens d'alimentation caractérisé en ce qu'il comporte de plus, entre chaque moyen d'injection (5) et ledit accumulateur, un dispositif stockeur de carburant sous pression (4) alimenté par ledit accumulateur, ledit dispositif stockeur étant apte lors du démarrage à libérer ledit carburant sous pression stocké vers son moyen d'injection associé en vue de lui fournir du carburant sous une pression suffisante plus rapidement qu'avec lesdits moyens d'alimentation seuls. 2. Système d'injection (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque dispositif stockeur de carburant sous pression (4) comporte un premier canal (7) qui, reliant ledit accumulateur et un desdits moyens d'injection, comporte au moins un réservoir (9) et au moins deux moyens d'ouverture pilotée (11,12) respectivement situé entre l'accumulateur (3) et le réservoir (9) et entre le réservoir (9) et ledit moyen d'injection pour permettre sélectivement de remplir le réservoir de carburant sous pression (9) venant dudit accumulateur ou de vider le réservoir (9) pour alimenter ledit moyen d'injection. 3. Système d'injection (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'ouverture pilotée sont des électrovannes. 4. Système d'injection (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque dispositif stockeur de carburant sous pression (4) comporte en plus un deuxième canal (6) qui, en parallèle du premier (7), autorise uniquement, grâce à un clapet anti-retour (8), le passage du carburant dudit accumulateur vers ledit moyen d'injection afin de permettre l'alimentation des moyens d'injection (5) directement par ledit accumulateur.