Brevet FR2892469A1 — publié le 20070427

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale les dispositifs d'injection de carburant sous pression dans les cylindres des moteurs à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement un dispositif d'injection de carburant dans des cylindres d'un moteur à combustion interne, le dispositif comprenant une rampe de carburant haute pression pourvue d'une pluralité de chambres dont les entrées sont reliées à une pompe pour l'alimentation en carburant sous pression de la rampe et dont les sorties sont reliées indépendamment les unes des autres à des injecteurs alimentant en carburant les cylindres du moteur à combustion interne. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la réalisation d'un dispositif d'injection de carburant sous pression dans les cylindres d'un moteur à combustion interne de type Diesel. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les dispositifs d'injection des moteurs diesels sont généralement des dispositifs à rampe commune. Cette rampe comprend une chambre commune de carburant, disposée en aval d'une pompe, dans laquelle le carburant est constamment maintenu à très haute pression afin d'être injecté, au moyen d'injecteurs, directement dans les cylindres du moteur. Dans ces dispositifs, la quantité de carburant injectée dans chaque cylindre est calculée à l'aide d'une cartographie d'injection implantée dans un circuit électronique. Ce dernier calcule la durée d'ouverture des injecteurs en fonction de la pression de carburant dans la rampe commune et du débit demandé (lui-même fonction de la position d'une pédale d'accélération). En fonctionnement, chaque injecteur engendre des ondes de pression qui remontent dans la chambre commune et qui se propagent dans la quantité de carburant alimentant les autres injecteurs. Ces remontées d'ondes de pression ont pour conséquence de faire varier la quantité de carburant introduite dans chaque cylindre indépendamment de la durée d'ouverture des injecteurs. Ces variations rendent complexe la mise au point des moteurs et risquent en outre d'être à l'origine de modifications du comportement du moteur au cours de sa durée de vie. Ce problème de remontée d'ondes de pression est d'autant plus critique avec la généralisation des systèmes à injections multiples consistant à diviser un injecteur en plusieurs injecteurs de petites tailles alimentant en carburant un seul cylindre. Afin d'atténuer l'effet néfaste des remontées d'ondes de pression, on connaît des dispositifs d'injection tel que celui décrit dans le document DE19720913 dans lequel la rampe de carburant comporte des chambres individuelles isolées les unes des autres dont les entrées présentent une faible section et débouchent sur une chambre commune reliée à la pompe. L'inconvénient principal d'un tel dispositif d'injection est que les faibles sections des entrées des chambres individuelles engendrent des pertes de charge néfastes vis-à-vis des performances du moteur. Par ailleurs, un tel agencement complexifie la cartographie d'injection du carburant dans les cylindres du moteur. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose un dispositif d'injection dans lequel on supprime l'effet néfaste des remontées d'ondes dans la rampe tout en conservant une cartographie simple d'injection de carburant dans les cylindres du moteur. Plus particulièrement, on propose selon l'invention un dispositif d'injection tel que défini dans l'introduction, dans lequel il est prévu que les entrées desdites chambres sont isolées les unes des autres et reliées chacune indépendamment à une sortie spécifique de la pompe. Ainsi, grâce à l'invention, les ondes de pression engendrées par chaque injecteur remontent dans la rampe et restent confinées dans la chambre reliée audit injecteur. En outre, la pompe comprenant autant de sorties spécifiques que la rampe comporte de chambres individuelles, le dispositif s'affranchit de tout canal ou de toute ouverture reliant entre elles les diverses chambres. Le système d'injection de chaque cylindre est par conséquent totalement indépendant, simplifiant ainsi l'algorithme d'injection de carburant à implémenter dans le circuit électronique et supprimant les interactions entre les injecteurs. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du moteur selon l'invention sont les suivantes: chaque sortie des chambres de la rampe de carburant haute pression est reliée à une pluralité d'injecteurs alimentant en carburant un unique cylindre ; - la pompe est une pompe à pistons dont chaque piston est associé à une des sorties spécifiques de la pompe ; - la rampe de carburant haute pression est un assemblage mécano-soudé de petites rampes comportant chacune une chambre ; - l'entrée et la sortie de chaque chambre sont disposées en vis-à-vis ; - chaque chambre comporte des parois d'amortissement d'ondes ; - les parois d'amortissement d'ondes de chaque chambre de la rampe de carburant haute pression sont convexes vers l'intérieur de chaque chambre ; - les chambres étant fermées ou séparées les unes des autres par des cloisons, les parois d'amortissement d'ondes s'étendent entre une cloison et la paroi dans laquelle débouche la sortie de la chambre, à proximité de ladite sortie ; - chaque chambre comporte des parois de réflexion d'ondes. Ainsi, lorsque des ondes de pression issues d'un injecteur remontent dans une chambre individuelle, les parois de réflexion d'ondes concentrent et renvoient ces ondes de pression vers la sortie de ladite chambre afin d'augmenter la pression du carburant au niveau de l'injecteur. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du moteur selon l'invention sont les suivantes: - les chambres étant fermées ou séparées les unes des autres par des cloisons, les parois de réflexion d'ondes s'étendent entre une cloison et la paroi dans laquelle débouche l'entrée de la chambre, à proximité de ladite entrée ; -les parois de réflexion d'ondes s'étendent entre une cloison et la paroi dans laquelle débouche la sortie de la chambre, à proximité de ladite sortie ; - les parois de réflexion d'ondes présentent une section droite ; - les parois de réflexion d'ondes sont concaves vers l'intérieur de la chambre. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue d'ensemble schématique en coupe partielle d'un dispositif d'injection selon l'invention ; et - les figures 2 à 6 sont des vues schématiques en coupe partielle de variantes de réalisation de la rampe du dispositif d'injection de la figure 1. En préliminaire on notera que les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation de l'invention représentés sur les différentes figures seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un dispositif d'injection de carburant dans des cylindres d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Ce dispositif comprend une rampe de carburant haute pression 20 se présentant sous la forme d'un conduit cylindrique de révolution d'axe W. Le volume intérieur du conduit cylindrique est sectionné en une pluralité de chambres 20A,20B,20C,20D, ici quatre chambres, par l'intermédiaire de cloisons 41,42,43 qui s'étendent perpendiculairement à l'axe W du cylindre et qui sont réparties à espace régulier selon l'axe W de façon à fermer la section de passage dudit conduit cylindrique. En outre, il est prévu à chacune des deux extrémités du conduit cylindrique une cloison 40,44 obturant également sa section de passage. Chaque chambre 20A,20B,20C,20D, définie à l'intérieur d'une portion de la paroi cylindrique et de deux cloisons adjacentes, porte à mi-hauteur de sa paroi cylindrique, en vis-à-vis, deux ouvertures définissant une entrée 21A,21B,21C,21D et une sortie 22A,22B,22C,22D de carburant. Chaque ouverture est circulaire et possède pour axe un axe V perpendiculaire à l'axe W. La rampe de carburant haute pression 20 est ici réalisée en acier. Pour faciliter sa fabrication, elle est constituée de l'assemblage par soudage de quatre cylindres de révolution creux fermés à leurs extrémités par lesdites cloisons 40,41,42,43,44. En amont de cette rampe, les entrées 21A,21B,21C,21D des chambres 20A,20B,20C,20D sont reliées à une pompe 10 pour l'alimentation en carburant de la rampe de carburant haute pression 20. Plus précisément, cette pompe 10 comprend en entrée un canal d'alimentation principal 10A qui est situé en aval du réservoir du véhicule automobile. C'est une pompe volumétrique à quatre pistons dans laquelle le carburant est aspiré et refoulé par le jeu des pistons qui sont étroitement ajustés dans des corps cylindriques munis de clapets d'entrée et de sortie. Ces quatre pistons sont liés à un même arbre moteur ce qui assure l'homogénéité de la pression en sortie de chacun des clapets de la pompe. Avantageusement, le clapet de sortie de chacun des corps cylindriques forme une sortie spécifique 11A,11 B,11 C,11 D de la pompe 10 isolée des autres sorties. Chacune de ces sorties spécifiques 11A,11 B,11 C,11 D est liée à un flexible haute pression 12A,12B,12C,12D assurant la circulation du carburant d'une des sorties spécifiques 11A,11 B,11 C,11 D de la pompe 10 vers une des entrées 21A,21B,21C,21D de la rampe de carburant haute pression 20. Ainsi, les entrées 21A,21B,21C,21D des chambres 20A,20B,20C,20D de la rampe de carburant haute pression 20 sont isolées les unes des autres et sont reliées de façon indépendante par un flexible haute pression 12A,12B,12C,12D à une sortie spécifique 11 A,11 B,11 C,11 D de la pompe 10. En aval de la rampe de carburant haute pression 20, chacune des sorties 22A,22B,22C,22D des chambres 20A,20B,20C,20D est reliée à un injecteur 30A,30B,30C,30D alimentant en carburant un cylindre du moteur à combustion interne. Plus précisément, chacune des sorties 22A,22B,22C,22D des chambres 20A,20B,20C,20D est reliée indépendamment des autres sorties à un injecteur 30A,30B,30C,30D par un flexible d'admission 31A,31 B,31C,31 D propre. Ces injecteurs 30A,30B,30C,30D sont pilotés au moyen d'une cartographie d'injection implantée dans un circuit électronique qui régule, en fonction de la pression dans chacune des chambres 20A,20B,20C,20D et du débit désiré d'injection de carburant dans chaque cylindre, l'ouverture des injecteurs 30A,30B,30C,30D pour que ces derniers pulvérisent très finement le carburant dans les cylindres du moteur à combustion interne. En fonctionnement, les ouvertures et obturations cycliques des injecteurs engendrent des ondes de pression qui remontent dans la chambre reliée à l'injecteur et restent confinées dans cette chambre 20A,20B,20C,20D. Les ondes de pression ne modifient donc que la quantité de carburant alimentant l'injecteur à l'origine de cette onde de pression. Elles sont donc aisées à modéliser afin de mettre au point la cartographie d'injection du circuit électronique. Sur la figure 2, on a représenté une première variante de réalisation du dispositif d'injection qui comprend une rampe de carburant haute pression 20 telle que décrite précédemment dans laquelle les chambres 20A,20B,20C,20D sont pourvues de parois intérieures d'amortissement d'ondes 23A,23B,23C,23D. Plus particulièrement, selon cette variante de réalisation de l'invention, chaque chambre comporte une paroi d'amortissement d'ondes 23A,23B,23C,23D rapportée, par exemple par soudage, sur les cloisons et la paroi cylindrique de la rampe de carburant haute pression 20. Chaque paroi d'amortissement d'ondes 23A,23B,23C,23D est convexe vers l'intérieur de chaque chambre 20A,20B,20C,20D et possède un axe de symétrie confondu avec l'axe V. Vue en coupe (comme représenté sur la figure 2), chaque paroi d'amortissement d'ondes 23A,23B,23C,23D s'étend de la paroi cylindrique de la rampe de carburant haute pression 20, à proximité de la sortie 22A,22B,22C,22D, jusqu'à mi-hauteur des deux cloisons 40,41,42,43,44 de la chambre 20A,20B,20C,20D. Cette forme convexe des paroi d'amortissement d'ondes 23A,23B,23C,23D permet de réfléchir les ondes de pression issues des injecteurs 30A,30B,30C,30D dans toutes les directions, ce qui diminue l'impact de ces ondes de pression sur l'injecteur dont elles sont issues. Sur les figures 3 à 6, on a représenté d'autres variantes de réalisation du dispositif d'injection qui comprend une rampe de carburant haute pression 20 telle que décrite précédemment dans laquelle les chambres 20A,20B,20C,20D sont pourvues de parois de réflexion d'ondes 24A,24B,24C,24D ; 25A,25B,25C,25D, 26A,26B,26C,26D ; 27A,27B,27C,27D ; 28A,28B,28C, 28D,29A,29B,29C,29D. Selon ces variantes de réalisation de l'invention représentées sur les figures 3 à 6, la géométrie des parois de réflexion d'ondes 24A,24B,24C,24D de chaque chambre 20A,20B,20C,20D permet de réfléchir et de concentrer les ondes de pression issues de chaque injecteur 30A,30B,30C,30D globalement en direction de la sortie 22A,22B,22C,22D de chaque chambre 20A,20B,20C,20D. Cette réflexion et cette concentration des ondes de pression permettent d'accroître la pression du carburant au niveau des injecteurs 30A,30B,30C,30D afin d'augmenter les performances du moteur à combustion interne. Les parois de réflexion d'ondes 24A,24B,24C,24D peuvent dans cette finalité présenter diverses géométries. Ainsi, selon une deuxième variante de réalisation de l'invention représentée sur la figure 3, les parois de réflexion d'ondes 24A,24B,24C,24D des chambres 20A,20B,20C,20D de la rampe de carburant haute pression 20 sont concaves vers l'intérieur des chambres. Elles sont rapportées intérieurement, par exemple par soudage, sur les cloisons et la paroi cylindrique de la rampe de carburant haute pression 20. Ces parois d'amortissement d'ondes 23A,23B,23C,23D forment chacune intérieurement une demi sphère d'axe de révolution confondu avec l'axe V et de diamètre égal au diamètre intérieur du cylindre décrit par la rampe de carburant haute pression 20. Le sommet de chaque demi sphère est confondu avec l'entrée 21A,21B,21C,21D de la chambre 20A,20B,20C,20D concernée si bien qu'il est percé par cette entrée. La base circulaire de chaque demi sphère est quant à elle tournée vers la sortie 22A,22B,22C,22D de ladite chambre et est positionnée de manière équidistante de l'entrée et de la sortie de cette même chambre. Cette demi sphère est par ailleurs tronquée latéralement par les cloisons de chambres 20A,20B,20C,20D de la rampe de carburant haute pression 20. Selon une troisième variante de réalisation de l'invention représentée sur la figure 4, chaque chambre 20A,20B,20C,20D comprend deux parois de réflexion d'ondes 24A,24B,24C,24D du type de celles décrites dans la variante de réalisation précédente ; l'une des deux parois présente un sommet tourné vers l'entrée 21A,21B,21C,21D de ladite chambre alors que l'autre présente un sommet tourné vers la sortie 22A,22B,22C, 22D de cette même chambre. La fonction de ces parois supplémentaires est également de réfléchir les ondes de pression afin d'augmenter la pression du carburant au niveau des injecteurs 30A,30B,30C,30D. Selon une quatrième variante de réalisation de l'invention représentée sur la figure 5, les parois de réflexion d'ondes 24A,24B,24C,24D des chambres 20A,20B,20C,20D de la rampe de carburant haute pression 20 présentent des sections droites. Elles sont rapportées intérieurement, par exemple par soudage, sur les cloisons et la paroi cylindrique de la rampe de carburant haute pression 20. Ces parois d'amortissement d'ondes 23A,23B,23C,23D forment chacune intérieurement un cône qui possède un axe de révolution confondu avec l'axe V et qui est tronqué au sommet au niveau de l'entrée 21A,21B,21C,21D de la chambre. La base circulaire de chaque cône présente quant à elle un diamètre égal au diamètre du cylindre décrit par la rampe haute pression 20 ; elle est tournée vers la sortie 22A,22B,22C,22D de ladite chambre et est positionnée de manière équidistante de l'entrée et de la sortie de cette même chambre. Ce cône est en outre tronqué latéralement par les cloisons de chambres 20A,20B,20C,20D de la rampe de carburant haute pression 20. Selon une cinquième variante de réalisation de l'invention représentée sur la figure 5, chaque chambre 20A,20B,20C,20D comprend deux parois de réflexion d'ondes 24A,24B,24C,24D du type de celles décrites dans la variante de réalisation précédente ; l'une des deux parois présente un sommet tronqué tourné vers l'entrée 21A,21 B,21 C,21 D de ladite chambre alors que l'autre présente un sommet tronqué tourné vers la sortie 22A,22B,22C,22D de cette même chambre. La fonction de ces parois coniques supplémentaires est également de réfléchir les ondes de pression afin d'augmenter la pression du carburant au niveau des injecteurs 30A,30B,30C,30D. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'injection de carburant dans des cylindres d'un moteur à combustion interne, le dispositif comprenant une rampe de carburant haute pression (20) pourvue d'une pluralité de chambres (20A,20B,20C,20D) dont les entrées (21A,21B,21C,21D) sont reliées à une pompe (10) pour l'alimentation en carburant sous pression de la rampe et dont les sorties (22A,22B,22C,22D) sont reliées indépendamment les unes des autres à des injecteurs (30A,30B,30C,30D) alimentant en carburant les cylindres du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que les entrées (21A,21B,21C,21D) desdites chambres (20A,20B,20C,20D) sont isolées les unes des autres et reliées chacune indépendamment à une sortie spécifique (11A,11 B,11 C,11 D) de la pompe (10). 2. Dispositif d'injection selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque sortie (22A,22B,22C,22D) des chambres (20A,20B,20C,20D) de la rampe de carburant haute pression (20) est reliée à une pluralité d'injecteurs (30A,30B,30C,30D) alimentant en carburant un unique cylindre. 3. Dispositif d'injection selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pompe (10) est une pompe à pistons dont chaque piston est associé à une des sorties spécifiques (11A,11B,1IC,11D) de la pompe (10). 4. Dispositif d'injection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la rampe de carburant haute pression (20) est un assemblage mécano-soudé de petites rampes comportant chacune une chambre (20A,20B,20C,20D). 5. Dispositif d'injection selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'entrée (21A,21B,21C,21D) et la sortie (22A,22B,22C,22D) de chaque chambre (20A,20B,20C,20D) sont disposées en vis-à-vis. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque chambre (20A,20B,20C,20D) comporte des parois d'amortissement d'ondes (23A,23B,23C,23D). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les parois d'amortissement d'ondes (23A,23B,23C,23D) de chaque chambre (20A,20B,20C,20D) de la rampe de carburant haute pression (20) sont convexes vers l'intérieur de chaque chambre (20A,20B,20C,20D). 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les chambres (20A,20B,20C,20D) sont fermées ou séparées les unes des autres par descloisons (40,41,42,43,44), caractérisé en ce que les parois d'amortissement d'ondes (23A,23B,23C,23D) s'étendent entre une cloison (40,41,42,43,44) et la paroi dans laquelle débouche la sortie (22A,22B,22C,22D) de la chambre (20A,20B,20C,20D), à proximité de ladite sortie (22A,22B,22C,22D). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque chambre (20A,20B,20C,20D) comporte des parois de réflexion d'ondes (24A,24B,24C,24D ; 25A,25B,25C,25D,26A,26B,26C,26D ; 27A,27B,27C,27D ; 28A,28B,28C,28D,29A,29B,29C,29D). 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel les chambres (20A,20B,20C,20D) sont fermées ou séparées les unes des autres par des cloisons (40,41,42,43,44), caractérisé en ce que les parois de réflexion d'ondes (24A,24B,24C,24D ; 25A,25B,25C,25D; 27A,27B,27C,27D ; 28A,28B,28C,28D,) s'étendent entre une cloison (40,41,42,43,44) et la paroi dans laquelle débouche l'entrée (21A,21B,21C,21D) de la chambre (20A,20B,20C,20D), à proximité de ladite entrée (21A,21B,21C,21D). 11. Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, dans lequel les chambres (20A,20B,20C,20D) sont fermées ou séparées les unes des autres par des cloisons (40,41,42,43,44), caractérisé en ce que les parois de réflexion d'ondes (26A,26B,26C,26D ; 29A,29B,29C,29D) s'étendent entre une cloison (40,41,42,43,44) et la paroi dans laquelle débouche la sortie (22A,22B,22C,22D) de la chambre (20A,20B,20C,20D), à proximité de ladite sortie (22A,22B,22C,22D). 12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les parois de réflexion d'ondes (27A,27B,27C,27D ; 28A,28B,28C,28D, 25 29A,29B,29C,29D) présentent une section droite. 13. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les parois de réflexion d'ondes (24A,24B,24C,24D ; 25A,25B,25C,25D, 26A,26B,26C,26D) sont concaves vers l'intérieur de la chambre (20A,20B,20C,20D).