Brevet FR3009844A1 — publié le 20150227

PROCEDE ET DISPOSITIF D'INJECTION DE CARBURANT DANS UNE CHAMBRE DE COMBUSTION D'UN MOTEUR DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne l'injection de carburant dans la chambre de combustion d'un moteur, notamment un moteur d'aéronef. Elle concerne plus particulièrement l'alimentation en carburant d'injecteurs dans une chambre de combustion à faible émission d'oxydes d'azote Nox. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Pour réduire le taux d'émission des polluants, notamment des oxydes d'azote Nox, le carburant est injecté dans la chambre de combustion du moteur par l'intermédiaire de deux circuits d'injection. Un circuit appelé circuit pilote présente un débit permanent optimisé pour les bas régimes. Un circuit appelé circuit principal présente un débit intermittent optimisé pour les régimes élevés. Il complète le débit de carburant pour permettre notamment d'atteindre la puissance nécessaire au décollage. Le circuit principal est utilisé de manière non permanente, lorsqu'il y a besoin d'une poussée du moteur supplémentaire, et son débit peut être nul ou très faible à certains régimes. Le fonctionnement par intermittence du circuit principal conjugué aux températures élevées régnant dans le moteur a pour conséquence d'induire une décomposition ou cokéfaction indésirable du carburant stagnant dans le circuit principal, lorsque le débit de carburant dans celui-ci est fortement réduit ou coupé. Les documents EP 1 770 333 et EP 2 026 002 de la demanderesse présentent des injecteurs multipoint à deux circuits de carburant de ce type. Pour supprimer ce risque de cokéfaction de carburant dans le circuit principal, il est connu de purger le circuit principal lorsqu'il est inutilisé. Cependant, lorsque le circuit principal est utilisé à nouveau après une purge, le fonctionnement du circuit pilote et de l'ensemble du système d'injection de carburant peut être perturbé. En effet, le système d'alimentation, qui comporte un dispositif de régulation qui commande un doseur de carburant et une vanne de répartition de carburant entre les deux circuits, ouvre alors la vanne de répartition à la position commandée par la régulation correspondant à un régime souhaité. Une partie du débit de carburant est alors utilisé pour remplir le circuit principal et n'est donc pas injecté dans la chambre de combustion à cet instant. Cela génère un sous-dosage temporaire de carburant pendant la phase de remplissage du circuit principal, un retard de réponse de ce dernier et un risque de dépassement de régime souhaité à la fin du remplissage du circuit principal. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à résoudre les problèmes de la technique antérieure en fournissant un système d'injection de carburant dans une chambre de combustion d'un moteur, comportant au moins deux circuits de carburant, l'un à débit permanent et l'autre à débit intermittent, des organes de dosage et de répartition du carburant entre les deux circuits et un moyen de commande de ces organes, le circuit à débit intermittent étant susceptible d'être purgé, caractérisé en ce que, sur réception d'un ordre de remplissage en carburant des circuits à la suite d'une purge du circuit à débit intermittent, le moyen de commande est adapté à - commander les organes de dosage et de répartition pour obtenir un débit de carburant prédéterminé supérieur au débit correspondant à l'ordre de remplissage et fournir le surplus de carburant en résultant au circuit à débit intermittent, pendant une durée prédéterminée. Grâce à l'invention, le débit de carburant injecté dans la chambre de combustion reste conforme au débit attendu pour un bon fonctionnement, en particulier il n'y a pas de sous-dosage de carburant dû au remplissage du circuit à débit intermittent. Il n'y a pas de retard de réponse du circuit à débit intermittent ni de dépassement de régime souhaité à la fin du remplissage du circuit à débit intermittent. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les organes de dosage et de répartition du carburant comportent un doseur de carburant et une vanne de répartition de carburant, le doseur permettant de régler le débit de carburant fourni aux circuits à débit intermittent et à débit permanent, et la vanne de répartition permettant de répartir le carburant entre le circuit à débit intermittent et le circuit à débit permanent. Le doseur et la vanne de répartition sont reliés en série entre une pompe à carburant et les circuits d'injection. Selon un second mode de réalisation de l'invention, les organes de dosage et de répartition du carburant comportent un doseur de carburant pour le circuit à débit permanent et un doseur de carburant pour le circuit à débit intermittent. Les deux doseurs sont alors reliés en parallèle entre la pompe à carburant et les circuits d'injection et assurent à la fois le dosage du carburant pour chacun des circuits et la répartition du carburant entre les deux circuits. L'invention concerne aussi un procédé d'injection de carburant dans une chambre de combustion d'un moteur, par un système d'injection comportant au moins deux circuits de carburant, l'un à débit permanent et l'autre à débit intermittent, des organes de dosage et de répartition du carburant entre les deux circuits et un moyen de commande de ces organes, le circuit à débit intermittent étant susceptible d'être purgé, caractérisé en ce que, sur réception d'un ordre de remplissage en carburant des circuits à la suite d'une purge du circuit à débit intermittent, il comporte l'étape de : - commande des organes de dosage et de répartition pour obtenir un débit de carburant prédéterminé supérieur au débit correspondant à l'ordre de remplissage et fournir le surplus de carburant en résultant au circuit à débit intermittent, pendant une durée prédéterminée. Le procédé présente des avantages analogues à ceux précédemment présentés. Dans un mode particulier de réalisation, les étapes du procédé selon l'invention sont mises en oeuvre par des instructions de programme d'ordinateur. En conséquence, l'invention vise aussi un programme d'ordinateur sur un support d'informations, ce programme étant susceptible d'être mis en oeuvre dans un ordinateur, ce programme comportant des instructions adaptées à la mise en oeuvre des étapes d'un procédé tel que décrit ci-dessus. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un ordinateur, et comportant des instructions de programme d'ordinateur adaptées à la mise en oeuvre des étapes d'un procédé tel que décrit ci-dessus. Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette ou un disque dur. D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé selon l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante de deux modes de réalisation préférés donnés à titre d'exemple non limitatif, décrits en référence aux figures dans lesquelles : La figure 1 représente schématiquement un système d'injection de carburant dans une chambre de combustion d'un moteur, selon un premier mode de réalisation de l'invention, La figure 2 représente schématiquement un système d'injection de carburant dans une chambre de combustion d'un moteur, selon un second mode de réalisation de l'invention, La figure 3 représente un procédé d'injection de carburant dans une chambre de combustion d'un moteur, selon un mode de réalisation de l'invention, Les figures 4a à 4f représentent des débits de carburant en différents points du système et une répartition de carburant entre les circuits d'injection, selon la présente invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention représenté en référence à la figure 1, l'invention est appliquée à un système d'injection de carburant dans une chambre de combustion d'un moteur. Seuls les éléments utiles à la compréhension de l'invention sont représentés et décrits. Le système d'injection comporte deux circuits d'injection de carburant dans la chambre de combustion, non représentée. Le premier circuit d'injection de carburant 1, dit circuit pilote ou encore circuit de ralenti, a un débit limité et permanent. Il comporte un ensemble de buses d'injection symbolisées par des flèches. Le second circuit d'injection de carburant 2, dit circuit principal, est conçu pour compléter le débit de carburant jusqu'au point de plein gaz. Il permet notamment d'atteindre toute la puissance nécessaire au décollage. Ce circuit comporte lui aussi un ensemble de buses d'injection symbolisées par des flèches mais il n'est pas utilisé en permanence, son débit est par conséquent intermittent et peut être nul ou très faible à certains régimes. Le fait de pouvoir utiliser deux circuits d'injection de carburant, dont un n'est pas utilisé en permanence, permet une meilleure homogénéité du mélange air/carburant et donc une meilleure combustion. Il y a donc réduction d'émission des polluants, et notamment des oxydes d'azote. Un dispositif de régulation électronique 3 dit FADEC, d'après l'anglais « Full Authority Digital Engine Control », commande un organe 4 de dosage de carburant qui détermine le débit de carburant fourni aux deux circuits d'injection 1 et 2. Le dispositif de régulation 3 commande également un organe 5 de répartition du carburant entre les deux circuits d'injection 1 et 2. Ainsi, selon ce mode de réalisation, l'organe de dosage 4 est un doseur qui impose le débit de carburant qui est fourni à l'ensemble des deux circuits d'injection. L'organe de répartition 5 est une vanne de répartition qui répartit le carburant entre les deux circuits d'injection. Le doseur 4 et la vanne 5 sont reliés en série entre une pompe à carburant non représentée et les deux circuits d'injection 1 et 2. Le dosage de carburant est donc tout d'abord déterminé de manière globale pour les deux circuits puis la répartition du carburant entre les deux circuits est effectuée. La figure 2 représente un second mode de réalisation de système d'injection de carburant. Ce second mode se différencie du premier par ses organes de dosage et de répartition de carburant. Le système d'injection comporte deux circuits d'injection de carburant 1 et 2 similaires à ceux précédemment décrits. Il comporte également un dispositif de régulation 3 similaire à celui précédemment présenté. Il comporte des organes 6 et 7 de dosage et de répartition du carburant entre les deux circuits 1 et 2. Dans ce mode de réalisation, l'organe de dosage et l'organe de répartition sont deux doseurs 6 et 7 commandés par le dispositif de régulation 3. Ainsi, les doseurs 6 et 7 sont reliés en parallèle entre la pompe à carburant non représentée et les circuits d'injection 1 et 2, respectivement. Chaque doseur 6, 7 impose le débit de carburant fourni à son circuit d'injection respectif 1, 2 et le rapport des débits de carburant fournis aux circuits d'injection détermine la répartition entre les circuits d'injection. Chaque doseur est ainsi un organe de dosage et de répartition de carburant. Pour éviter la cokéfaction du carburant dans les buses du circuit principal lorsqu'elles ne débitent pas de carburant dans la chambre de combustion, le circuit principal 2 est purgé. Cette purge est commandée par le dispositif de régulation électronique 3 et peut être effectuée de diverses manières. Selon des variantes non représentées, les deux modes de réalisation de système d'injection de carburant peuvent comporter plus de deux circuits d'injection. Dans tous les cas, au moins un circuit d'injection de carburant peut être purgé. La figure 3 représente un procédé d'injection de carburant dans une chambre de combustion d'un moteur, mis en oeuvre dans le premier mode de réalisation de dispositif précédemment décrit, plus particulièrement dans le dispositif de régulation électronique 3. Le procédé comporte des étapes El à E3. L'étape El est la réception d'un ordre de remplissage en carburant des circuits d'injection, à la suite d'une purge du circuit à débit intermittent 2. On suppose que l'ordre de remplissage survient à un instant T1. La figure 4a représente un exemple de débit total de carburant D1 délivré dans la chambre de combustion par les circuits d'injection, en fonction du temps, correspondant à l'ordre de remplissage reçu. Le débit total de carburant délivré dans la chambre de combustion est égal à une première valeur Dll relativement faible jusqu'à l'instant T1, puis il augmente jusqu'à une deuxième valeur D12 plus élevée que la première, entre les instants T1 et T3. Le débit D1 reste ensuite égal à la deuxième valeur D12. A titre d'exemple, la valeur Dll vaut 750 kg/h, la valeur D12 vaut 3000 kg/h et la durée T3-T1 vaut 7 secondes. L'étape suivante E2 est la commande des organes 4 et 5 de dosage et de répartition pour obtenir en sortie de l'organe de dosage 4 un débit de carburant D2 prédéterminé qui est supérieur au débit D1 correspondant à l'ordre de remplissage pendant une durée prédéterminée, et fournir le surplus de carburant en résultant au circuit à débit intermittent 2, pendant la durée prédéterminée. Ce surplus de carburant, correspondant à la différence des débits D2-D1, sert à remplir le circuit principal 2. La figure 4b représente le débit de carburant D2 délivré par le doseur 4, en fonction du temps. Entre les instants T1 et T2, le débit de carburant D2 délivré par le doseur est supérieur au débit total de carburant D1 délivré dans la chambre de combustion par les circuits d'injection, représenté à la figure 4a. Ainsi, entre les instant T1 et T2, le débit de carburant D2 atteint une valeur maximale D21 supérieure à la valeur du débit Dl. L'instant T1 est l'instant où survient l'ordre de remplissage, comme précédemment exposé, et l'instant T2 est l'instant où le circuit principal 2 est rempli de carburant. L'instant T2 est antérieur à l'instant T3. Par exemple, la durée T2-T1 vaut 4 secondes et la valeur de débit D21 vaut 4500 kg/h. La figure 4c représente la répartition de carburant affecté au circuit principal 2, en fonction du temps. Cette répartition est déterminée par la vanne de répartition 5 et est représentée en pourcentage. Entre les instants T1 et T2, la répartition de carburant croit rapidement jusqu'à environ 80% pour le circuit principal 2, puis diminue jusqu'à une valeur proche de zéro. Cette répartition permet de remplir le circuit principal grâce au surplus de carburant délivré par le doseur 4. La durée (T2-T1), la valeur de débit D2 entre les instants T1 et T2 ainsi que la répartition entre les deux circuits d'injection de carburant entre ces deux instants sont prédéterminées. Ces grandeurs dépendent de la constitution du circuit principal 2, notamment du volume à remplir de carburant. Le circuit principal 2 est donc rempli de carburant grâce à la combinaison du surplus de débit de carburant en sortie du doseur 4 et de la répartition simultanée réalisée par la vanne de répartition 5 qui envoie le surplus de carburant vers le circuit principal 2. Le débit de carburant qui permet le remplissage du circuit principal est la différence entre le débit D2 délivré par le doseur et le débit D1 délivré dans la chambre de combustion. La figure 4d représente la courbe de remplissage en carburant du circuit principal 2, exprimée en pourcentage du volume du circuit principal, en fonction du temps. A partir de l'instant T2, le circuit principal 2 est rempli de carburant. A cet instant, l'étape E3 est le retour à un mode de régulation classique dans lequel le débit de carburant D2 en sortie de doseur 4 est égal au débit de carburant D1 délivré dans la chambre de combustion, et dans lequel la vanne de répartition 5 est réglée pour que le débit D3 délivré par le circuit principal 2 augmente progressivement. La figure 4e représente le débit D3 délivré par le circuit principal 2, en fonction du temps, tandis que la figure 4f représente le débit D4 délivré par le circuit pilote 1 en fonction du temps. Le débit D4 dans le circuit pilote est égal au débit total D1 entre les instants T1 et T2, puis il reste à une valeur palier pour enfin redescendre à une valeur faible. Le débit D3 est nul jusqu'à l'instant T2 puis augmente. A chaque instant, le débit D1 est égal à la somme des débits D3 et D4. Dans le second mode de réalisation, les deux circuits d'injection d carburant sont alimentés en parallèle. Le débit total de carburant délivré dans la chambre de combustion est identique au débit total D1 représenté à la figure 4a. Le débit de carburant délivré par le circuit pilote 1 est identique au débit D4 représenté à la figure 4f. Le débit de carburant fourni au circuit principal 2 est égal à la différence entre le débit D2 (figure 4b) et le débit D1 (figure 4a), entre les instants T1 et T2, puis et égal au débit D3 (figure 4e) à partir de l'instant T2.25 REVENDICATIONS1. Système d'injection de carburant dans une chambre de combustion d'un moteur, comportant au moins deux circuits de carburant, l'un à débit permanent (1) et l'autre à débit intermittent (2), des organes (4, 5, 6, 7) de dosage et de répartition du carburant entre les deux circuits et un moyen de commande (3) de ces organes, le circuit à débit intermittent étant susceptible d'être purgé, Caractérisé en ce que, sur réception d'un ordre de remplissage en carburant des circuits à la suite d'une purge du circuit à débit intermittent, le moyen de commande (3) est adapté à - commander les organes (4, 5, 6, 7) de dosage et de répartition pour obtenir un débit de carburant prédéterminé supérieur au débit correspondant à l'ordre de remplissage et fournir le surplus de carburant en résultant au circuit à débit intermittent, pendant une durée prédéterminée. 2. Système d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de dosage et de répartition du carburant comportent un doseur (4) de carburant et une vanne de répartition (5) de carburant, le doseur permettant de régler le débit de carburant fourni aux circuits à débit intermittent et à débit permanent, et la vanne de répartition permettant de répartir le carburant entre le circuit à débit intermittent et le circuit à débit permanent. 3. Système d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de dosage et de répartition du carburant comportent un doseur (6) de carburant pour le circuit à débit permanent et un doseur (7) de carburant pour le circuit à débit intermittent. 4. Procédé d'injection de carburant dans une chambre de combustion d'un moteur, par un système d'injection comportant au moins deux circuits de carburant,l'un à débit permanent et l'autre à débit intermittent, des organes de dosage et de répartition du carburant entre les deux circuits et un moyen de commande de ces organes, le circuit à débit intermittent étant susceptible d'être purgé, Caractérisé en ce que, sur réception (El) d'un ordre de remplissage en carburant des circuits à la suite d'une purge du circuit à débit intermittent, il comporte l'étape de : - commande (E2) des organes de dosage et de répartition pour obtenir un débit de carburant prédéterminé supérieur au débit correspondant à l'ordre de remplissage et fournir le surplus de carburant en résultant au circuit à débit intermittent, pendant une durée prédéterminée. 5. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution du procédé selon la revendication 4 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. 6. Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution du procédé selon la revendication 4.20