Brevet FR2889260A3 — publié le 20070202

FR 2889260 A3 20070202 FR 0507944 A 20050726 L'invention concerne les rampes communes d'alimentation en carburant sous pression pour moteur notamment de véhicules automobiles. Il est connu d'alimenter un moteur diesel de véhicule automobile au moyen d'injecteurs tous reliés à une rampe commune ou common rail renfermant du carburant sous pression, elle-même alimentée par une pompe reliée au réservoir de carburant. La rampe commune permet de baisser la consommation de carburant, offre un meilleur rendement et réduit la pollution générée par le moteur. On sait que lors des phases de démarrage, la montée en pression dans la rampe est assez lente compte tenu de la faible vitesse de rotation de la pompe. On limite donc le volume de la rampe de manière à ne pas pénaliser le temps de démarrage. Toutefois, l'augmentation du volume de la rampe permet à l'inverse de limiter les chutes de pression durant l'injection (et ainsi d'augmenter la performance du moteur) et de limiter les oscillations de pression dans les tubes (en limitant les interactions entre les injections). Le volume donné à la rampe est donc un compromis entre les propriétés attendues au moment du démarrage du moteur et la réserve de pression nécessaire au bon fonctionnement du système après le démarrage (en vue de limiter la chute de pression et d'amortir les ondes de pression). Un but de l'invention est de fournir une rampe offrant de bonnes propriétés à la fois lors du démarrage du moteur et en fonctionnement normal. A cet effet, on prévoit selon l'invention une rampe commune d'alimentation en carburant pour moteur, comprenant une première chambre de réception de carburant, une deuxième chambre de réception de carburant et des moyens pour modifier le volume de la première chambre. Ainsi, le volume de la première chambre peut être adapté en fonction des circonstances. Par exemple il pourra être suffisamment petit pour conférer à la rampe de bonnes propriétés en période de démarrage puis suffisamment grand en fonctionnement normal du moteur pour limiter les chutes de pression et amortir les ondes de pression. La rampe selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes: - lesdits moyens sont agencés pour modifier le volume sous l'effet d'une pression de carburant dans la première chambre; - lesdits moyens sont agencés pour modifier continûment le volume de la première chambre; - lesdits moyens sont agencés pour donner au volume de la première chambre au moins trois valeurs différentes; - lesdits moyens sont agencés pour modifier le volume de la deuxième chambre; - elle est agencée pour mettre les deux chambres en communication de fluide l'une avec l'autre; - elle est agencée pour interrompre une communication de fluide entre les chambres, notamment lorsque la première chambre a atteint un volume prédéterminé, de préférence un volume maximal; - elle est agencée pour mettre la première chambre en communication avec une pompe et des injecteurs; - elle comprend des moyens pour mettre la deuxième chambre en communication avec l'extérieur de la rampe, ces moyens étant notamment agencés pour réaliser cette mise en communication lorsque la pression dans la deuxième chambre atteint un seuil prédéterminé ; - les moyens de modification du volume comprennent une paroi mobile; - la paroi est interposée entre les deux chambres; - la paroi présente une ouverture de passage du carburant et la rampe, notamment la deuxième chambre, comprend un obturateur pour fermer cette ouverture; - l'ouverture présente une section plus petite que les moyens de mise en communication de la deuxième chambre avec l'extérieur; et - elle comprend des moyens de rappel de la paroi. On prévoit en outre selon l'invention un véhicule comprenant une rampe selon l'invention. On prévoit également selon l'invention un procédé pour alimenter un moteur en carburant dans lequel, dans une rampe commune comprenant des première et deuxième chambres de réception de carburant, on modifie le volume de la première chambre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description suivante d'un mode préféré de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés qui illustrent une coupe longitudinale axiale de la rampe respectivement au moment du démarrage du moteur puis en fonctionnement normal. En référence à la figure 1, la rampe 2 dans le mode préféré de réalisation de l'invention présente une forme allongée à symétrie de révolution autour d'un axe longitudinal 4 de la rampe. Elle présente une partie avant 6 et une partie arrière 8 situées respectivement sur la droite et sur la gauche de la figure 1. La partie avant 6 présente un diamètre, mesuré perpendiculairement à l'axe 4, plus petit que le diamètre de la partie arrière 8, ces deux parties étant chacune de forme cylindrique. Les parties 6 et 8 définissent respectivement une première chambre 10 et une deuxième chambre 12 destinées toutes les deux à recevoir du carburant sous pression. Les chambres ont elles aussi chacune une forme cylindrique. La séparation entre les deux parties 6 et 8 formant la séparation entre les deux chambres 10 et 12 présente un épaulement 14. La chambre 10 est reliée à un conduit 16 lui-même adapté pour être en communication de fluide avec une pompe de carburant non représentée. Cette même chambre 10 est également en communication de fluide avec des conduits 18 destinés à être reliés aux injecteurs respectifs du moteur diesel du véhicule dont fait partie cette rampe. La rampe 2 comprend à l'intérieur de la deuxième chambre 12 une paroi 20 de forme générale plane perpendiculaire à l'axe 4 et dont une face plane avant 22 délimite la première chambre 10 et une face plane arrière 24 délimite la deuxième chambre 12. La paroi 20 est formée ici par un piston relié de façon étanche par sa périphérie à la face latérale interne de la deuxième chambre 12. La paroi 20 présente en son centre un conduit 26 muni d'un rétrécissement. Ce conduit met en communication à travers la paroi 20 les deux chambres 10 et 12. La rampe 2 comprend un ressort 28 logé dans la deuxième chambre 12 et dont une extrémité arrière est en appui contre un fond de cette chambre tandis qu'une extrémité avant du ressort est en appui contre la face 24. Ce ressort tend à rappeler la paroi 20 contre l'épaulement 14, vers l'avant. La rampe 2 comprend un obturateur 30 s'étendant ici à l'intérieur de la deuxième chambre 12 en saillie de la paroi arrière 32, coaxialement à l'axe 4, vers l'avant. Cet obturateur est apte à obturer l'extrémité arrière de l'orifice 26 de la paroi 20 lorsque cette dernière occupe une position suffisamment reculée pour être en contact avec l'obturateur. A cette fin, cet orifice arrière a une forme évasée pour épouser la forme de l'extrémité avant de l'obturateur dont elle constitue le siège. La deuxième chambre 12 est en communication de fluide avec un conduit 34 traversant la paroi arrière 36 de la rampe. Ce conduit est destiné à être relié au réservoir de carburant. II comprend un clapet dans lequel une bille 38 est sollicitée vers l'avant contre un siège de clapet par un ressort s'étendant à l'arrière de la bille. On va maintenant exposer le fonctionnement de la rampe qui vient d'être décrite. Lorsque le moteur est à l'arrêt, comme sur la figure 1, les volumes V1 et V2 des chambres 10 et 12 sont remplis de carburant à une pression proche de la pression atmosphérique. Le clapet 38 est en position fermée et il évite ainsi que la rampe ne se vide de son contenu à travers le conduit 34. On pourra par exemple prévoir de tarer son ressort à une pression de l'ordre de 30.106 Pa. La paroi 20 est en butée contre l'épaulement 14. Lors du démarrage du moteur du véhicule, la pompe refoule du carburant en direction de la première chambre 10 de sorte que cette dernière monte rapidement en pression et ce d'autant plus que son volume est assez faible. On pourra prévoir par exemple que le volume VI de la première chambre 10 représente seulement un tiers de la somme des volumes VI et V2 des deux chambres 10 et 12. Les deux chambres étant en communication de fluide, la pression dans la deuxième chambre 12 va également en augmentant. Lorsque le seuil de pression associé au clapet 38 est atteint, ce dernier s'ouvre et dégage le gicleur formé par le conduit 34. Ce dernier est calibré de manière à faire descendre lentement la pression de carburant régnant dans la deuxième chambre 12. Soumis à un différentiel de pression entre les deux chambres, le piston 20 va donc se déplacer lentement vers l'arrière à l'encontre du ressort 28 sans trop faire descendre la pression dans la première chambre 10. On notera que ce déplacement a lieu en dépit du fait que les deux chambres demeurent en communication de fluide à travers la paroi. A cette fin, on a pris soin de faire en sorte que le débit du gicleur formé par l'orifice 26 de la paroi soit nettement inférieur à celui correspondant au conduit 34. Le plus petit diamètre du gicleur 26 est ainsi choisi plus petit que le plus petit diamètre du gicleur 34. Par conséquent, la paroi 20 recule en dépit du fait que la deuxième chambre demeure alimentée en carburant à partir de la première chambre à travers le conduit 26. Le recul progressif de la paroi 20 qui se déplace à coulissement suivant l'axe 4 entraîne une augmentation du volume de la première chambre 10 et une réduction en conséquence du volume de la deuxième chambre 12. Le volume de la première chambre 10 après avoir eu sa valeur minimale, passe donc continûment par plusieurs valeurs intermédiaires avant d'atteindre sa valeur maximale. Après quelques secondes, la paroi 20 arrive en butée contre l'extrémité avant de l'obturateur 30 comme illustré sur la figure 2. Ce dernier obture le conduit 26 et isole donc les deux chambres 10 et 12 l'une de l'autre. La pression dans la première chambre 10 peut alors augmenter encore sans que la paroi ne se déplace, dans l'intérêt du fonctionnement du moteur. Le volume utile mis en pression dans la rampe, dans la seule première chambre dorénavant, devient égal à la somme des volumes initiaux des chambres diminuée du volume actuel de la deuxième chambre 12 renfermant l'obturateur. Lorsque le moteur s'arrête, la pression dans le volume utile de la rampe diminue. En effet, le carburant fuit alors par les injecteurs ou s'échappe par une ouverture du régulateur de pression associé habituellement à la rampe. A ce moment, la pression dans la deuxième chambre 12 devient supérieure à celle régnant dans la première chambre 10. La paroi 20 se trouve donc repoussée vers sa position d'origine aidée en cela par le ressort 28. Ce mouvement interrompt le contact entre l'obturateur 30 et le passage 26 pour rétablir la communication de fluide entre les deux chambres. La pression de carburant s'équilibre donc très vite des deux côtés de la paroi 20. Le ressort permet un retour complet du piston vers sa position d'origine en dépit de cet équilibre. Le transfert du carburant entre les deux chambres est assuré par le conduit 26 dont le diamètre va déterminer la vitesse de déplacement de la paroi 20 qui revient finalement dans sa position de départ illustrée à la figure 1. La rampe est alors prête pour un nouveau démarrage. On observe que l'invention permet de ménager dans la rampe un volume relativement faible au démarrage et un volume plus important en fonctionnement. Elle permet de conserver pendant la plus grande partie du fonctionnement du moteur un volume utile unique dans la rampe. La rampe se comporte en effet après le démarrage comme une rampe classique à un seul volume formé par la première chambre 10. II n'y a plus de transfert de fluide une fois le régime de ralenti établi. La période au cours de laquelle la rampe passe de la situation de la figure 1 à la situation de la figure 2 et inversement peut être calibrée en choisissant les dimensions des deux gicleurs et la raideur du ressort 28. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Rampe commune (2) d'alimentation en carburant pour moteur, comprenant une première chambre (10) de réception de carburant, caractérisée en ce qu'elle comprend une deuxième chambre (12) de réception de carburant et des moyens (20) pour modifier le volume de la première chambre. 2. Rampe selon la revendication précédente, caractérisée en ce que lesdits moyens (20) sont agencés pour modifier le volume sous l'effet d'une pression de carburant dans la première chambre (10). 3. Rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens (20) sont agencés pour modifier continûment le volume de la première chambre (10). 4. Rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens sont agencés pour donner au volume de la première chambre au moins trois valeurs différentes. 5. Rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens (20) sont agencés pour modifier le volume de la deuxième chambre (12). 6. Rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est agencée pour mettre les deux chambres (10, 12) en communication de fluide l'une avec l'autre. 7. Rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 caractérisée en ce qu'elle est agencée pour interrompre une communication de fluide entre les chambres, notamment lorsque la première chambre (10) a atteint un volume prédéterminé, de préférence un volume maximal. 8. Rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est agencée pour mettre la première chambre (10) en communication avec une pompe et des injecteurs. 9. Rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour mettre la deuxième chambre (12) en communication avec l'extérieur de la rampe, ces moyens étant notamment agencés pour réaliser cette mise en communication lorsque la pression dans la deuxième chambre atteint un seuil prédéterminé. 10. Rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de modification du volume comprennent une paroi mobile (20). 11. Rampe selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la paroi (20) est interposée entre les deux chambres (10,12) 12. Rampe selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce que la paroi présente une ouverture (26) de passage du carburant et la rampe, notamment la deuxième chambre, comprend un obturateur (30) pour fermer cette ouverture. 13. Rampe selon les revendications 9 et 12, caractérisée en ce que l'ouverture (26) présente une section plus petite que les moyens (34) de mise en communication de la deuxième chambre (12) avec l'extérieur. 14. Rampe selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (28) de rappel de la paroi. io 15. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend une rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes. 16. Procédé pour alimenter un moteur en carburant, caractérisé en ce que, dans une rampe commune (2) comprenant des première et deuxième chambres (10,12) de réception de carburant, on modifie le volume de la première chambre (10).