EP1980744A1 - Perfectionnement aux dispositifs d'alimentation de carburant sous haute pression par pompe transfert - Google Patents

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EP1980744A1 EP08290301A EP08290301A EP1980744A1 EP 1980744 A1 EP1980744 A1 EP 1980744A1 EP 08290301 A EP08290301 A EP 08290301A EP 08290301 A EP08290301 A EP 08290301A EP 1980744 A1 EP1980744 A1 EP 1980744A1
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pumps
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Florent Sellas
Mohamed Bouziane
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Continental Automotive France SAS
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Definitions

  • a common rail receiving fuel under high pressure (of the order of 120 to 200 bar) from a transfer pump, that is to say a pump comprising a deformable element, whose deformations, caused by a hydraulic fluid at high pressure, have a pumping effect, at the same pressure, the fuel.
  • Such single-piston pumps whose output flow rate is controlled by regulating the fuel supply of the pump, have been manufactured and have given complete satisfaction.
  • V6 or V8 For example, on a V-shaped engine (V6 or V8) one can have two single-piston pumps, one on each row of cylinders.
  • the high-pressure fuel supply device in which the regulation of the flow of the high-pressure pump is carried out by means of a solenoid valve which controls the quantity of fuel admitted into the pump is characterized by the fact that it comprises two identical high-pressure pumps whose supply is controlled by a single control solenoid valve.
  • the power control means are placed in an assembly outside the two pumps.
  • the supply of the second pump is controlled by the control means of the first pump.
  • the fuel supply device of an engine comprises a low-pressure stage 1, a common rail 2, two identical mono-piston pumps 3 and 4 intended to feed said rail 2 with high-pressure fuel, the two pumps 3 and 4 being controlled upstream by a control unit 5.
  • the low pressure stage comprises the fuel tank 10, a filter 11, a low pressure pump 12 (approximately 5 bars) and a pressure relief valve 13.
  • Each pump 3 and 4 is a pump-type pump transfer to a piston 31, 41 driven by a cam 30, 40.
  • the piston 31, 41 puts at high pressure (120 to 200 bar) the hydraulic fluid in the interior volume 32, 42 of a deformable bellows 33, 43; so that the fuel arriving through the supply line 35, 45 (provided with a nonreturn valve 37, 47), in the chamber 34, 44 in which the bellows 33, 43 is placed is brought to the same pressure than the hydraulic fluid at 32, 42.
  • This high-pressure fuel is discharged through the outlet pipe 36, 46, provided with a non-return valve 38, 48.
  • the outlet pipes 36, 46 flow into a pipe 21 which supplies the rail 2.
  • the two supply lines 35, 45 are connected to the outlet line 50 of the control unit 5.
  • This control assembly comprises: an inlet pipe 51 through which the fuel arrives, under low pressure, from the low pressure stage 1; a solenoid valve 52 which regulates the quantity of fuel admitted in the transfer pumps 3 and 4 via the lines 35, 45; an accumulator 53 and an inlet pipe 54 to the rail 2, this pipe 54 being provided with a differential valve 55 which also serves as a pressure relief valve.
  • the flow rate of the two transfer pumps 3 and 4 is regulated by the control unit 5.
  • the differential valve 55 receives on one side the low pressure through the pipe 51 and the high pressure through the pipe 54, which communicates with the pipe 21.
  • this valve opens and the rail 2 is supplied by the low-pressure stage 1 by short-circuiting the solenoid valve 52: the engine can then operate with a low pressure injection.
  • the control solenoid valve 60 which is integrated in the pump 3, is used to control both said pump 3 and the pump 4.
  • the outlet 61 of this solenoid valve supplies, on the one hand, the chamber 34 of the pump 3 and, on the other hand, by a bypass 62, the chamber 44 of the second pump 4.
  • the differential pressure valve 65 plays the same role as the differential pressure valve 55 of the figure 1 . In case of failure of an element causing the fall of the high pressure, it puts in communication the outlet pipe 14 of the low pressure stage with the rail 2 by the pipes 66 and 36.
  • the device represented in figure 3 is identical to that of the figure 2 with the difference that there is a second differential valve 75, which has the same function as the differential valve 65.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'alimentation en carburant sous haute pression dans lequel le carburant est mis sous haute pression par une pompe transfert, caractérisé par le fait qu'il comporte deux pompes transfert (3, 4) identiques, alimentées par un moyen de contrôle, contrôlant le débit d'alimentation en carburant des deux pompes, celles-ci alimentant un même rail commun (2).

Description

  • II est connu d'alimenter les injecteurs d'un moteur à explosion au moyen de ce qu'on appelle un rail commun recevant du carburant sous haute pression (de l'ordre de 120 à 200 bars) en provenance d'une pompe transfert, c'est-à-dire une pompe comprenant un élément déformable, dont les déformations, provoquées par un liquide hydraulique à haute pression, ont un effet de pompage, à même pression, du carburant.
  • Il est connu de réguler la quantité de carburant envoyé au rail d'injecteurs par ladite pompe transfert, au moyen d'une électrovanne contrôlant en amont de celle-ci la quantité de carburant admise dans la pompe.
  • Il est également connu par la demande de brevet français 06-07181 du 04 août 2006 , également au nom du demandeur, d'employer comme pompe transfert une pompe mono-piston.
  • De telles pompes mono-pistons, dont le débit de sortie est contrôlé par régulation de l'alimentation de la pompe en carburant, ont été fabriquées et ont donné entière satisfaction.
  • Cependant, l'emploi de telles pompes mono-pistons pour des moteurs importants, c'est-à-dire ayant un nombre de cylindres supérieur à quatre et/ou une cylindrée totale importante pose, dans la pratique, des problèmes assez délicats.
  • Dans un premier temps, on a pensé qu'il suffisait d'augmenter la cylindrée de la pompe pour en augmenter le débit, mais il s'est avéré que cela conduisait à des appareillages trop volumineux.
  • On a donc proposé de disposer plusieurs pompes.
  • Par exemple, sur un moteur en V (V6 ou V8) on peut disposer deux pompes mono-pistons, une sur chaque rangée de cylindres.
  • Mais il s'est avéré alors, qu'il fallait deux électrovannes de contrôle, ce qui est onéreux; mais surtout qu'il fallait qu'elles aient un fonctionnement rigoureusement identique, faute de quoi il y aurait des irrégularités dans l'alimentation du rail commun.
  • Le dispositif d'alimentation de carburant sous haute pression selon l'invention dans lequel la régulation du débit de la pompe haute pression est réalisée par l'intermédiaire d'une électrovanne qui contrôle la quantité de carburant admise dans la pompe est caractérisé par le fait qu'il comporte deux pompes haute pression identiques dont l'alimentation est commandée par une seule électrovanne de contrôle.
  • Selon un premier mode de réalisation, les moyens de contrôle de l'alimentation sont placés dans un ensemble extérieur aux deux pompes.
  • Selon un deuxième mode de réalisation, l'alimentation de la deuxième pompe est contrôlée par le moyen de contrôle de la première pompe.
  • A titre d'exemple, et pour faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté aux dessins annexés :
    • La figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation de l'invention ;
    • La figure 2 est une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
    • La figure 3 est une vue schématique d'une variante de la figure 2.
  • Sur la figure 1, on voit que le dispositif d'alimentation en carburant d'un moteur comporte un étage basse pression 1, un rail commun 2, deux pompes mono-pistons identiques 3 et 4 destinées à alimenter ledit rail 2 en carburant sous haute pression, les deux pompes 3 et 4 étant contrôlées en amont par un ensemble de contrôle 5.
  • L'étage basse pression comporte le réservoir de carburant 10, un filtre 11, une pompe basse pression 12 (environ 5 bars) et un clapet de surpression 13.
  • Chaque pompe 3 et 4 est une pompe du type pompe transfert à un piston 31, 41 animé par une came 30, 40. Le piston 31, 41 met en haute pression (120 à 200 bars) le liquide hydraulique se trouvant dans le volume intérieur 32, 42 d'un soufflet déformable 33, 43 ; de sorte que le carburant arrivant par la canalisation d'alimentation 35, 45 (munie d'un clapet anti-retour 37, 47), dans la chambre 34, 44 dans laquelle est placé le soufflet 33, 43 est porté à la même pression que celle du liquide hydraulique se trouvant en 32, 42.
  • Ce carburant à haute pression est évacué par la canalisation de sortie 36, 46, munie d'un clapet anti-retour 38, 48.
  • Les canalisations de sortie 36, 46 débitent dans une canalisation 21 qui alimente le rail 2.
  • Les deux canalisations d'alimentation 35, 45 sont reliées à la canalisation 50 de sortie de l'ensemble de contrôle 5.
  • Cet ensemble de contrôle comporte : une canalisation d'entrée 51 par laquelle le carburant arrive, sous basse pression, de l'étage basse pression 1 ; une électrovanne 52 qui régule la quantité de carburant admise dans les pompes transfert 3 et 4 par les canalisations 35, 45 ; un accumulateur 53 et une canalisation d'entrée 54 au rail 2, cette canalisation 54 étant munie d'une vanne différentielle 55 qui fait également office de clapet de surpression.
  • Le débit des deux pompes transfert 3 et 4 est régulé par l'ensemble de contrôle 5.
  • La vanne différentielle 55 reçoit d'un côté la basse pression par la canalisation 51 et la haute pression par la canalisation 54, qui communique avec la canalisation 21.
  • Lorsque cette haute pression est annulée suite à une défaillance d'un quelconque des composants 3, 4 ou 5, cette vanne s'ouvre et le rail 2 est alimenté par l'étage basse pression 1 en court-circuitant l'électrovanne 52 : le moteur peut alors fonctionner avec une injection basse pression.
  • Les figures 2 et 3 représentent un deuxième mode de réalisation dans lequel les mêmes éléments portent les mêmes références.
  • La différence provient de ce qu'il n'y a plus un ensemble de contrôle extérieur aux deux pompes 3 et 4, comme l'ensemble de contrôle 5 de la figure 1.
  • On utilise l'électrovanne de régulation 60, qui est intégrée à la pompe 3, pour contrôler à la fois ladite pompe 3 et la pompe 4.
  • La canalisation 14, venant de l'étage basse pression 1, arrive à l'électrovanne 60. La sortie 61 de cette électrovanne alimente d'une part la chambre 34 de la pompe 3 et d'autre part par une dérivation 62, la chambre 44 de la deuxième pompe 4.
  • La vanne à pression différentielle 65 joue le même rôle que la vanne à pression différentielle 55 de la figure 1. En cas de défaillance d'un élément entraînant la chute de la haute pression, elle met en communication la canalisation de sortie 14 de l'étage basse pression avec le rail 2 par les canalisations 66 et 36.
  • Le dispositif représenté à la figure 3 est identique à celui de la figure 2 à la différence près qu'il y a une deuxième vanne différentielle 75, qui a la même fonction que la vanne différentielle 65.

Claims (6)

  1. Dispositif d'alimentation en carburant sous haute pression dans lequel le carburant est mis sous haute pression par une pompe transfert, caractérisé par le fait qu'il comporte deux pompes transfert (3, 4) identiques, alimentées par un moyen de contrôle, contrôlant le débit d'alimentation en carburant des deux pompes, celles-ci alimentant un même rail commun (2).
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le moyen contrôlant l'alimentation des deux pompes (3 et 4) est un ensemble (5), extérieur aux dites pompes, comportant une électrovanne de contrôle (52).
  3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel une vanne à pression différentielle (55) relie directement l'étage d'alimentation basse pression (1) au rail (2) en cas de défaillance du système d'alimentation haute pression en court-circuitant l'électrovanne de contrôle (52).
  4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'électrovanne de contrôle (60) est incorporée dans la première pompe (3) et alimente la deuxième pompe (4) par une dérivation (62).
  5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel une vanne à pression différentielle (65) disposée entre la canalisation basse pression (14) et la canalisation de sortie haute pression (36) de la première pompe (3), relie directement l'étage d'alimentation basse pression (1) au rail (2) en cas de défaillance du système d'alimentation haute pression en court-circuitant l'électrovanne de contrôle (60).
  6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel une deuxième vanne à pression différentielle (75) est disposée entre la canalisation d'entrée (62) de la deuxième pompe et sa canalisation de sortie afin de remplir une fonction identique à celle de la vanne (65).
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