Brevet FR2923271A1 — publié le 20090508

DISPOSITIF D'INJECTION DE CARBURANT La présente invention concerne, de façon générale, le domaine de l'injection de carburant pour 5 moteur à combustion interne. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustion comportant une pompe, une pluralité d'injecteurs, chaque injecteur comportant : 10 -une entrée d'arrivée de carburant ; et - une sortie d'injection de carburant ; - une sortie de fuite de carburant ; le dispositif d'injection comportant en outre : - un circuit d'alimentation reliant ladite pompe 15 aux entrées de carburant desdits injecteurs ; - un réservoir de carburant relié à ladite pompe afin d'y pomper du carburant ; et - un circuit de retour de carburant reliant chaque sortie de fuite de carburant de chaque injecteur 20 au dit réservoir. Le circuit de retour de carburant permet le retour vers la pompe ou le réservoir du carburant n'ayant pas été injecté par cet injecteur. On s'est aperçu que la pression de carburant à 25 l'intérieur du dispositif varie fortement et de façon difficilement contrôlable. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un dispositif d'injection de carburant permettant de réduire l'amplitude de variations de 30 pressions carburant. A cette fin, le dispositif d'injection de carburant de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule défini précédemment, est essentiellement caractérisé en ce que le circuit de retour comporte une section de passage de carburant réduite et des sections amont et aval localisées de part et d'autre de ladite section réduite, ladite section de passage étant réduite par rapport aux dites sections amont et aval. Le fait de relier en série une section amont, une section de passage réduit et une section aval avec ces sections amont et aval supérieures à la section réduite (en termes de surfaces de sections de passage de fluide) crée un élément résistif dans le dispositif ce qui permet de réduire les amplitudes de variation de pression de carburant dans le dispositif. Pour exemple, la courbe A de la figure 1 représente une courbe de pression de carburant mesurée dans un dispositif d'injection ne comportant pas de section de passage de fluide réduite. La courbe B de cette même figure 1 représente une courbe de pression de carburant mesurée dans un dispositif d'injection selon l'invention qui comporte donc une section de passage de fluide réduite. On constate sur la courbe A (sans section de passage réduite) une amplitude maximale de variation de pression égale à 2.5*105 Pascals et sur la courbe B (avec section de passage réduite) une amplitude maximale de variation de pression égale à 1*105 Pascals. L'invention permet donc une réduction des amplitudes de variation de pression de carburant au niveau du circuit de retour de carburant. Cette réduction de variations de pression permet de limiter les sollicitations mécaniques sur des points de fixation du circuit de retour qui est généralement assemblé sur un moteur. La section réduite permet également le maintien d'un niveau de pression dans la portion du circuit de retour qui est située entre la section réduite et l'entrée de l'injecteur ce qui permet de garantir un bon fonctionnement de l'injecteur. Il est à noter que la conception de chaque injecteur est telle que le flux de carburant sous pression arrivant au niveau de l'entrée de l'injecteur est séparé en un flux de carburant injecté via la sortie d'injecteur et en un autre flux de carburant refoulé via le circuit de retour vers le réservoir ou la pompe. On peut également faire en sorte que le circuit de retour comporte plusieurs sections de passages réduites, chacune de ces sections de passage étant disposée entre une seule des sorties de fuite de carburant et le réservoir de carburant. Ce mode de réalisation permet d'implanter plusieurs sections de passage réduites en aval de chaque injecteur de manière à ce que chacun des injecteurs soit associé à une section de passage réduite propre à cet injecteur. On peut également faire en sorte que chaque injecteur possède un corps d'injecteur et que le circuit de retour comporte plusieurs raccords, chaque raccord étant assemblé avec un corps d'injecteur respectif, chaque section de passage réduite étant localisée dans un passage de l'un des raccords respectifs. Ce mode de réalisation permet d'implémenter aisément l'invention en modifiant le raccord qui relie une conduite du circuit de retour au corps d'injecteur ce qui est particulièrement économique. A cette fin on peut également faire en sorte que chaque raccord soit monté entre une conduite du circuit de retour et l'un des corps d'injecteur respectifs. On peut également faire en sorte que chaque section de passage réduite soit localisée à l'intérieur de l'un des dits corps respectifs, de préférence à l'intérieur de l'une des sorties de fuite. Ce mode de réalisation permet d'intégrer le passage réduit dans l'injecteur ce qui est avantageux car cela réduit la distance entre le passage réduit et l'entrée de l'injecteur et contribue à réduire les variations de pressions constatées en aval de l'injecteur. On peut également faire en sorte que chaque section de passage réduite ait une surface de section inférieure à 30% d'une surface de section de ladite section amont et préférentiellement inférieure à 10%. L'efficacité de l'invention en termes de diminution des amplitudes variations de pression dans le dispositif dépend notamment d'un compromis entre les dimensions de la section amont et de la section réduite. Cette valeur est considérée comme suffisante pour constater un effet de diminution des variations de pression tout en permettant un flux de carburant suffisant via le circuit de retour. On peut également faire en sorte que chaque section de passage réduite ait une surface de section inférieure à 30% d'une surface de section de ladite section aval et préférentiellement inférieure à 1o%. L'efficacité de l'invention en termes de diminution des variations de pression dans le dispositif dépend notamment d'un compromis entre les dimensions de la section aval et de la section réduite. Cette valeur est considérée comme suffisante pour constater un effet de diminution des variations de pression tout en permettant un flux de carburant suffisant via le circuit de retour. Il est à noter qu'une section est une coupe (imaginaire) réalisée perpendiculairement au flux de carburant dans une conduite, cette section déterminant la surface transversale de l'écoulement et donc le débit de carburant. On peut également faire en sorte que chaque section de passage réduite soit attenante avec une 20 section aval et avec une section amont. La proximité immédiate entre les sections amont et aval et la section réduite est un gage d'efficacité de l'invention car cela permet la réalisation d'un gicleur. 25 Il est à noter pour la compréhension de l'invention qu'une section amont de la même manière qu'une section aval a toujours une surface supérieure à la section de passage réduite entourée par ces dites sections amont et aval. 30 On peut également faire en sorte que le circuit d'alimentation reliant ladite pompe aux entrées de carburant comporte un rail d'alimentation sur lequel sont reliées chacune des dites entrées de carburant des injecteurs. On peut également faire en sorte que le circuit de retour comporte une pluralité de pièces de restriction de flux de carburant et que chaque passage de section réduite soit formé par une perforation calibrée pratiquée dans l'une des dites pièces de restriction de flux, chaque pièce de restriction de flux étant démontable du reste du dit circuit de retour. Ce mode de réalisation est avantageux car il permet d'avoir une section de passage réduite qui est calibrée sur une pièce amovible donc échangeable pour une mise au point et/ou une maintenance du dispositif d'injection. Chaque pièce de restriction de flux est adaptée pour être vissée ou emmanchée avec une zone complémentaire respective du circuit de retour de carburant facilitant ainsi le changement de cette pièce. L'invention concerne également tout moteur équipé du dispositif de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente deux courbes de variation de pression en aval des injecteurs, la courbe A correspondant à une mesure effectuée sur un dispositif sans section réduite et la courbe B correspondant à une mesure effectuée sur un dispositif de l'invention comportant une telle section réduite ; la figure 2 représente le dispositif selon 5 l'invention. Comme annoncé précédemment et visible sur la figure 2, l'invention concerne un dispositif d'injection de carburant 1 doté d'une pompe 2 à carburant et d'injecteurs (quatre en l'occurrence pour 10 un moteur à quatre cylindres) 3a, 3b, 3c, 3d. Chacun des injecteurs possède une entrée d'arrivée de carburant propre 4, une sortie d'injection de carburant adaptée pour déboucher dans une chambre de combustion afin d'y injecter du carburant, et une 15 sortie de fuite de carburant F. Le passage de carburant entre une entrée 4 d'un injecteur et une sortie d'injection 5 de ce même injecteur est contrôlé par une pièce mécanique mobile de l'injecteur qui est par exemple une aiguille. Le mouvement de chaque aiguille 20 est contrôlé par une commande 16. La pompe 2 est reliée à l'ensemble des entrées 4 des injecteurs 3a, 3b, 3c, 3d par un circuit d'alimentation 6, un rail 14 est placé de manière à ce que le carburant acheminé aux injecteurs par le circuit 25 d'alimentation 6 transite toujours via ce rail 14 afin d'homogénéiser la pression d'alimentation entre les différents injecteurs. Le dispositif comporte également un circuit de retour 8 reliant chacune des sorties de fuite F des 30 injecteurs à un réservoir 7 afin de permettre le retour du carburant non injecté. On entendra par circuit de retour 8, le dispositif comprenant la sortie de fuite de carburant F, une entrée de retour du réservoir 7 ainsi qu'une conduite 13 du circuit de retour 8. La pompe 2 est reliée au réservoir 7 pour y puiser du carburant et le transférer sous pression vers les injecteurs 3a, 3b, 3c, 3d. Une section de passage de carburant réduite 9a, 9b, 9c, 9d propre à chaque injecteur est disposée en aval de chaque injecteur au niveau du circuit de retour 8. Chaque section de passage réduite 9a, 9b, 9c, 9d permet une résistance à l'écoulement de carburant d'une entrée d'un injecteur donné vers le circuit de retour 8. Chaque section réduite est entourée d'une section amont 10a, 10b, 10c, 10d et d'une section aval lla, lib, llc, 11d qui sont de sections de dimensions supérieures (en termes de surfaces de sections) à la section _réduite. Les dimensions relatives entre les sections amont, aval et réduite définissent l'efficacité de l'invention en termes de maitrise des variations de pression de carburant. Selon le mode de réalisation choisi la section réduite est soit formée à l'intérieur du corps 12 de l'injecteur, au niveau de la sortie de fuite F, auquel elle correspond soit intégrée dans un raccord assemblé (par vissage ou emmanchement) à cet injecteur et destiné au passage du carburant en aval de cet injecteur. Dans ce dernier cas chaque raccord est pourvu d'une section de passage de carburant réduite et de sections amont et aval et permet de relier le corps d'un seul injecteur avec la conduite 13 du circuit de retour 8. Dans l'un ou l'autre de ces modes de réalisation de l'invention on peut faire en sorte de réaliser dans une même pièce de restriction de flux 15 une section réduite et les sections amont 10a, 10b, 10c, 1Od et aval lla, llb, llc, 11d qui l'entourent. Avantageusement chaque pièce 15 est prévue pour être démontable du corps de l'injecteur auquel elle correspond ou du raccord sur lequel elle peut être assemblée. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'injection de carburant (1) pour moteur à combustion comportant une pompe (2), une pluralité d'injecteurs (3a, 3b, 3c, 3d), chaque injecteur comportant : - une entrée d'arrivée de carburant (4) ; -une sortie d'injection de carburant (5) ; une sortie de fuite de carburant (F);le dispositif d'injection (1) comportant en outre - un circuit d'alimentation (6) reliant ladite pompe (2) aux entrées de carburant (4) des dits injecteurs (3a, 3b, 3c, 3d) ; - un réservoir de carburant (7) relié à ladite 15 pompe (2) afin d'y pomper du carburant ; et - un circuit de retour de carburant (8) reliant chaque sortie de fuite (F), de chaque injecteur (3a, 3b, 3c, 3d) audit réservoir (7), caractérisé en ce que le circuit de retour -(8) 20 comporte une section de passage de carburant réduite (9a, 9b, 9c, 9d) et des sections amont (10a, 10b, 1Oc, 10d) et aval (lla, 11b, 11c, 11d) localisées de part et d'autre de ladite section réduite (9a, 9b, 9c, 9d), ladite section de passage étant réduite par rapport aux 25 dites sections amont (10a, 10b, 10c, l0d) et aval(lla, 11b, llc, 11d). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de retour (8) comporte plusieurs sections de passages réduites (9a, 9b, 9c, 30 9d), chacune de ces sections de passage étant disposéeentre une seule des sorties de fuite de carburant (F) et le réservoir de carburant (7). 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque injecteur (3a, 3b, 3c, 3d) possède un corps d'injecteur (12) et en ce que le circuit de retour (8) comporte plusieurs raccords, chaque raccord étant assemblé avec un corps d'injecteur respectif (12), chaque section de passage réduite (9a, 9b, 9c, 9d) étant localisée dans un passage de l'un des raccords respectifs. 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque raccord est monté entre une conduite du circuit de retour. (13) et l'un des corps d'injecteur respectifs. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque section de passage réduite (9a, 9b, 9c, 9d) est localisée à l'intérieur de l'un desdits. corps respectifs _ (12)_, de préférence à l'intérieur de l'une des sorties de fuite (F). 6) Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes combinée à la revendication 2, caractérisé en ce que chaque section de passage réduite (9a, 9b, 9c, 9d) a une surface de section inférieure à 30% d'une surface de section de ladite section amont (10a, 10b, 10c, 10d) et préférentiellement inférieure à 1o%. 7) Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes combinée à la revendication 2, caractérisé en ce que chaque section de passage réduite (9a, 9b, 9c, 9d) a une surface de section inférieure à 30% d'une surface de section de laditesection aval (lla, 11b, 11c, lid) et préférentiellement inférieure à 1o%. 8) Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes combinée à la revendication 2, caractérisé en ce que chaque section de passage réduite (9a, 9b, 9c, 9d) est attenante avec une section aval (lla, lib, lic, lld) et avec une section amont (10a, 10b, 1Oc, 1Od). 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation (6) reliant ladite pompe (2) aux entrées de carburant (4) comporte un rail d'alimentation (14) sur lequel sont reliées chacune des dites entrées de carburant (4) des injecteurs. 10) Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes combinée à la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de retour (8) comporte une pluralité de pièces de restriction de flux de carburant (15) et en ce que chaque passage de section réduite (9a, 9b, 9c, 9d) est formé par une perforation calibrée pratiquée dans l'une des dites pièces de restriction de flux (15), chaque pièce de restriction de flux (15) étant démontable du reste du dit circuit de retour (8).