EP2587044A1 - Systéme d'injection d'un carburant a l'intérieur d'une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne - Google Patents

Systéme d'injection d'un carburant a l'intérieur d'une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne Download PDF

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EP2587044A1
EP2587044A1 EP12186311.2A EP12186311A EP2587044A1 EP 2587044 A1 EP2587044 A1 EP 2587044A1 EP 12186311 A EP12186311 A EP 12186311A EP 2587044 A1 EP2587044 A1 EP 2587044A1
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fuel
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pressure
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Olivier GUEZET
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    • F02M37/0052—Details on the fuel return circuit; Arrangement of pressure regulators
    • F02M37/0058—Returnless fuel systems, i.e. the fuel return lines are not entering the fuel tank
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    • F02M55/002—Arrangement of leakage or drain conduits in or from injectors

Definitions

  • the invention relates to the field of supplying fuel to an internal combustion engine fitted to a motor vehicle. It relates to an injection system for supplying fuel to at least one combustion chamber of an internal combustion engine fitted to a motor vehicle. It also relates to a fuel supply device comprising such an injection system. Finally, it relates to a method of assembling such a feeding device.
  • the document FR 2,817,297 discloses an injection system for supplying fuel to a combustion chamber of an internal combustion engine fitted to a motor vehicle.
  • the injection system is interposed between the internal combustion engine and a fuel tank also equipping the motor vehicle.
  • the injection system comprises a high-pressure collection chamber and a high-pressure pump which supplies the latter with fuel.
  • the high-pressure collection chamber supplies fuel at high pressure with injectors fitted to combustion chambers that the internal combustion engine comprises.
  • Each injector is provided with a respective high-pressure line which is connected with the high-pressure collecting chamber.
  • Each high pressure line is equipped with a control end line that connects the high-pressure line to the fuel tank.
  • each injector is provided with a leakage line that connects the injector to the fuel tank.
  • An object of the present invention is to provide an injection system interposed between a fuel tank and an internal combustion engine fitted to a motor vehicle, the injection system being compact, lightweight, easy to assemble and having a minimum number of elements, such an injection system is also easily and quickly connected to the fuel tank, such an injection system also offering a better compromise between a cost of implementation and an energy consumption fuel.
  • Another object of the present invention is to provide a fuel supply device comprising such an injection system and the fuel tank whose assembly between them is easy and fast.
  • a system of the present invention is a system for injecting a fuel into an internal combustion engine fitted to a motor vehicle.
  • the injection system comprises a high-pressure collection chamber.
  • the injection system comprises a single connection point with a fuel tank fitted to the motor vehicle.
  • the injection system preferably comprises a high-pressure pump equipped with a first pipe comprising the single point of connection.
  • the injection system comprises successively the single connection point, the first pipe, the high-pressure pump and the high-pressure collection chamber, in a direction of fuel flow inside the injection system.
  • the injection system advantageously comprises at least one fuel injector.
  • the injection system advantageously comprises a return channel which is interposed between the injector and a constituent return point of the first conduit.
  • a fuel supply device of the internal combustion engine of the present invention is mainly recognizable in that the supply device comprises the fuel tank and such an injection system.
  • the feed device advantageously comprises the single point of connection of the injection system and a single point of connection of the fuel tank which are in fluid relation with each other.
  • a motor vehicle of the present invention is mainly recognizable in that the motor vehicle is equipped with such a power supply device.
  • a method of assembling the supply device according to the present invention is mainly recognizable in that the method of assembling the supply device comprises a single step during which the single point of connection of the injection system and the single point of connection of the fuel tank are fluidly connected to each other.
  • a motor vehicle is equipped with an internal combustion engine 1, such as a diesel engine.
  • the motor vehicle is also equipped with a fuel tank 2 inside which a fuel 3 is stored.
  • the motor vehicle is finally provided with an injection system 4 which is intended to circulate the fuel 3 from the fuel tank 2 to the internal combustion engine 1.
  • the injection system 4 is interposed between the fuel tank 2 and the internal combustion engine 1.
  • the injection system 4 is also arranged to provide an intrinsic fuel requirement for the injection system 4.
  • the injection system 4 comprises a high-pressure pump 5 and a high-pressure collection chamber 6 which is situated downstream of the high-pressure pump 5 in a direction of circulation 7 of the fuel inside the injection system. 4.
  • the high-pressure pump 5 is provided to collect the fuel 3 inside the fuel tank 2 and supply the fuel 3 at high pressure to the high-pressure collection chamber 6.
  • the high-pressure pump 5 is preferably cooled and / or lubricated via a motor oil circuit and / or via a motor water circuit.
  • the high-pressure collection chamber 6 is adapted to receive the fuel 3 at a pressure ranging from 300 bar to 1700 bar, or even 2000 bar.
  • the high-pressure collector chamber 6, commonly known as the common rail, according to the common rail English terminology, consists mainly of a single high-pressure conduit.
  • the fuel tank 2 is connected to the high-pressure pump 5 via a first pipe 8.
  • the high-pressure pump 5 is also in fluid communication with the high-pressure collecting chamber 6 via a second conduit 9.
  • the high-pressure collection chamber 6 is in relation to at least one injector 10 via a respective conduit 11.
  • the injectors 10 are in plurality and each injector 10 is assigned to a chamber of respective combustion of the internal combustion engine 1.
  • the injectors 10 are in particular injectors piezoelectric which are able to precisely control a quantity of fuel delivered to the combustion chamber 12 to which each injector 10 is respectively affected.
  • the injection system 4 of the present invention comprises a single point of connection 13 with the fuel tank 2.
  • the single point of connection 13 between the injection system 4 and the fuel tank 2 constitutes the first line 8
  • Such uniqueness facilitates a connection of the injection system 4 with the fuel tank 2.
  • the latter is affected only by a single relationship with the injection system 4 which reduces a size and weight of the system. 4. Consequently, the injection system 4 of the present invention does not include any fuel return to the fuel tank 2.
  • no pipe, other than the first pipe 8 connects any element of the system. 4 to the fuel tank 2.
  • the present invention proposes to overcome any fuel return from the injection system 4 to the fuel tank. e fuel tank 2.
  • injection system 4 is lightweight, compact, simple to implement, less energy for fuel circulation 3 and contributes to a reduction of carbon dioxide emissions by the motor vehicle that the injection system 4 team.
  • each injector 10 is equipped with a return channel 14 which extends between the injector 10 and a return point 15.
  • the return channel 14 is shown in dotted line.
  • the return point 15 is located on the first pipe 8 downstream of the single connection point 13 in the direction of circulation 7 of the fuel inside the injection device 4. In other words, and against the habits taken in the field, the return point 15 is not constitutive of the fuel tank 2.
  • the first pipe 8 is provided with a fuel filter and / or of a booster pump and / or any other element, the position of the return point 15 between its elements is indifferent.
  • a method of assembling the feed device 16 comprises a single step during which the single connection point 13 of the injection system 4 and the single connection point 17 of the fuel tank 2 are set. in fluidic relation, without any other connection between the injection system 4 and the fuel tank 2 is necessary.
  • the method is carried out in a single pass which consists in fluidically connecting the single point of connection 13 of the injection system 4 and the single connection point 17 of the fuel tank 2 to allow a flow of the fuel 3 since the fuel tank 2 to the injection system 4.

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Abstract

L'invention a pour objet un système d'injection (4) d'un carburant (3) à l'intérieur d'un moteur à combustion interne (1) équipant un véhicule automobile. Le système d'injection (4) comprend une chambre collectrice haute-pression (6). Le système d'injection (4) comprend un point de connexion unique (13) avec un réservoir de carburant (2) équipant le véhicule automobile.

Description

  • L'invention relève du domaine de l'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile. Elle a pour objet un système d'injection pour alimenter en carburant au moins une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile. Elle a aussi pour objet un dispositif d'alimentation en carburant comprenant un tel système d'injection. Elle a enfin pour objet un procédé d'assemblage d'un tel dispositif d'alimentation.
  • Le document FR 2,817,297 (ROBERT BOSCH GmbH) décrit un système d'injection pour alimenter en carburant une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile. Le système d'injection est interposé entre le moteur à combustion interne et un réservoir de carburant équipant également le véhicule automobile. Le système d'injection comprend une chambre collectrice haute-pression et une pompe haute-pression qui alimente en carburant cette dernière. La chambre collectrice haute-pression alimente en carburant à haute pression des injecteurs équipant des chambres de combustion que comporte le moteur à combustion interne. Chaque injecteur est pourvu d'une conduite respective haute-pression qui est en relation avec la chambre collectrice à haute pression. Chaque conduite haute-pression est équipée d'une conduite de fin de commande qui relie la conduite haute-pression au réservoir de carburant. De même, chaque injecteur est pourvu d'une conduite de fuite qui relie l'injecteur au réservoir de carburant. Ces dispositions permettent un retour de carburant depuis la conduite haute pression et/ou depuis l'injecteur vers le réservoir de carburant.
  • Un tel système s'avère encombrant en raison d'un nombre élevé de conduites dont il faut permettre un passage sécurisé pour relier la conduite haute-pression et/ou l'injecteur au réservoir de carburant. De plus, la circulation de carburant à l'intérieur de la conduite de fin de commande et/ou de la conduite de fuite est consommatrice d'énergie ce qu'il est préférable d'éviter. Autrement dit, un retour de carburant depuis l'injecteur et/ou depuis la conduite haute-pression pose un problème général d'encombrement et de consommation énergétique qu'il est souhaitable d'éviter.
  • Un but de la présente invention est de proposer un système d'injection interposé entre un réservoir de carburant et un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile, le système d'injection étant peu encombrant, léger, facile à assembler et comportant un nombre minimum d'éléments, un tel système d'injection étant de surcroît aisément et rapidement raccordable au réservoir de carburant, un tel système d'injection offrant par ailleurs un meilleur compromis possible entre un coût de réalisation et une consommation énergétique en carburant. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif d'alimentation en carburant comprenant un tel système d'injection et le réservoir de carburant dont l'assemblage entre eux est facile et rapide.
  • Un système de la présente invention est un système d'injection d'un carburant à l'intérieur d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile. Le système d'injection comprend une chambre collectrice haute-pression.
  • Selon la présente invention, le système d'injection comprend un point de connexion unique avec un réservoir de carburant équipant le véhicule automobile.
  • Le système d'injection comprend préférentiellement une pompe haute-pression équipée d'une première conduite comprenant le point de connexion unique.
  • De préférence, le système d'injection comprend successivement le point de connexion unique, la première conduite, la pompe haute-pression et la chambre collectrice haute-pression, selon un sens de circulation du carburant à l'intérieur du système d'injection.
  • Le système d'injection comprend avantageusement au moins un injecteur de carburant.
  • Le système d'injection comprend avantageusement un canal de retour qui est interposé entre l'injecteur et un point de retour constitutif de la première conduite.
  • Un dispositif d'alimentation en carburant du moteur à combustion interne de la présente invention est principalement reconnaissable en ce que le dispositif d'alimentation comprend le réservoir de carburant et un tel système d'injection.
  • Le dispositif d'alimentation comprend avantageusement le point de connexion unique du système d'injection et un point de raccordement unique du réservoir de carburant qui sont en relation fluidique l'un avec l'autre.
  • Un véhicule automobile de la présente invention est principalement reconnaissable en ce que le véhicule automobile est équipé d'un tel dispositif d'alimentation.
  • Un procédé d'assemblage du dispositif d'alimentation selon la présente invention est principalement reconnaissable en ce que le procédé d'assemblage du dispositif d'alimentation comprend une étape unique au cours de laquelle le point de connexion unique du système d'injection et le point de raccordement unique du réservoir de carburant sont mis en relation fluidique l'un avec l'autre.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va en être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures de la planche annexée, dans laquelle :
    • La figure 1 et la figure 2 sont des illustrations schématiques respectives de variantes de réalisation d'un dispositif d'alimentation en carburant de la présente invention.
  • Sur la figure 1 et la figure 2, un véhicule automobile est équipé d'un moteur à combustion interne 1, tel qu'un moteur Diesel. Le véhicule automobile est aussi équipé d'un réservoir de carburant 2 à l'intérieur duquel un carburant 3 est stocké. Le véhicule automobile est enfin pourvu d'un système d'injection 4 qui est destiné à faire circuler le carburant 3 depuis le réservoir de carburant 2 vers le moteur à combustion interne 1. A cet effet, le système d'injection 4 est interposé entre le réservoir de carburant 2 et le moteur à combustion interne 1. Le système d'injection 4 est également agencé pour pourvoir à un besoin intrinsèque en carburant du système d'injection 4.
  • Le système d'injection 4 comprend une pompe haute-pression 5 et une chambre collectrice haute-pression 6 qui est située en aval de la pompe haute-pression 5 selon un sens de circulation 7 du carburant à l'intérieur du système d'injection 4. La pompe haute-pression 5 est prévue pour collecter le carburant 3 à l'intérieur du réservoir de carburant 2 et fournir le carburant 3 à haute pression à la chambre collectrice haute-pression 6. La pompe haute-pression 5 est préférentiellement refroidie et/ou lubrifiée par l'intermédiaire d'un circuit d'huile moteur et/ou par l'intermédiaire d'un circuit d'eau moteur. A titre d'exemple, la chambre collectrice haute-pression 6 est apte à recevoir le carburant 3 à une pression allant de 300 bars à 1700 bars, voire 2000 bars. La chambre collectrice haute-pression 6, couramment dénommée rampe commune, d'après la terminologie anglo-saxonne « common rail », est principalement constituée d'un unique conduit haute-pression.
  • Le réservoir de carburant 2 est relié à la pompe haute-pression 5 par l'intermédiaire d'une première conduite 8. La pompe haute-pression 5 est également en communication fluidique avec la chambre collectrice haute-pression 6 par l'intermédiaire d'une deuxième conduite 9. La chambre collectrice haute-pression 6 est en relation avec au moins un injecteur 10 par l'intermédiaire d'un conduit respectif 11. Préférentiellement, les injecteurs 10 sont en pluralité et chaque injecteur 10 est affecté à une chambre de combustion respective 12 du moteur à combustion interne 1. Les injecteurs 10 sont notamment des injecteurs piézoélectriques qui sont aptes à contrôler précisément une quantité de carburant délivrée à la chambre de combustion 12 à laquelle chaque injecteur 10 est respectivement affecté.
  • Le système d'injection 4 de la présente invention comprend un point de connexion unique 13 avec le réservoir de carburant 2. Le point de connexion unique 13 entre le système d'injection 4 et le réservoir de carburant 2 est constitutif de la première conduite 8. Une telle unicité facilite une mise en relation du système d'injection 4 avec le réservoir de carburant 2. Ce dernier n'est affecté que par une seule relation avec le système d'injection 4 ce qui diminue un encombrement et un poids du système d'injection 4. En conséquence, le système d'injection 4 de la présente invention ne comporte aucun retour carburant vers le réservoir de carburant 2. Autrement dit, aucune conduite, autre que la première conduite 8, ne relie un quelconque élément du système d'injection 4 au réservoir de carburant 2. A l'encontre des habitudes prises dans le domaine, la présente invention propose de s'affranchir d'un quelconque retour de carburant depuis le système d'injection 4 vers le réservoir de carburant 2.
  • Ces dispositions sont telles que le système d'injection 4 est léger, peu encombrant, simple à réaliser, moins consommateur d'énergie pour une mise en circulation du carburant 3 et contribue à une réduction d'émission de dioxyde de carbone par le véhicule automobile que le système d'injection 4 équipe.
  • Selon une variante de la présente invention illustrée sur la figure 2, chaque injecteur 10 est équipé d'un canal de retour 14 qui s'étend entre l'injecteur 10 et un point de retour 15. Le canal de retour 14 est représenté en trait pointillé. Le point de retour 15 est situé sur la première conduite 8 en aval du point de connexion unique 13 selon le sens de circulation 7 du carburant à l'intérieur du dispositif d'injection 4. Autrement dit, et à l'encontre des habitudes prises dans le domaine, le point de retour 15 n'est pas constitutif du réservoir de carburant 2. Dans le cas où la première conduite 8 est pourvue d'un filtre à carburant et/ou d'une pompe de gavage et/ou d'un quelconque autre élément, la position du point de retour 15 entre ses éléments est indifférente.
  • Ces dispositions sont telles qu'un dispositif d'alimentation 16 en carburant 3 comprenant le système d'injection 4 et le réservoir de carburant 2 est facilement assemblable à partir de la mise en relation fluidique du point de connexion unique 13 avec un point de raccordement unique 17 constitutif du réservoir de carburant 2.
  • Il en découle qu'un procédé d'assemblage du dispositif d'alimentation 16 comprend une étape unique au cours de laquelle le point de connexion unique 13 du système d'injection 4 et le point de raccordement unique 17 du réservoir de carburant 2 sont mis en relation fluidique, sans qu'aucune autre mise en relation entre le système d'injection 4 et le réservoir de carburant 2 soit nécessaire. Autrement dit, la méthode est réalisée en une seule passe qui consiste à mettre en relation fluidique le point de connexion unique 13 du système d'injection 4 et le point de raccordement unique 17 du réservoir de carburant 2 pour permettre un écoulement du carburant 3 depuis le réservoir de carburant 2 vers le système d'injection 4.

Claims (9)

  1. Système d'injection (4) d'un carburant (3) à l'intérieur d'un moteur à combustion interne (1) équipant un véhicule automobile, le système d'injection (4) comprenant une chambre collectrice haute-pression (6), caractérisé en ce que le système d'injection (4) comprend un point de connexion unique (13) avec un réservoir de carburant (2) équipant le véhicule automobile.
  2. Système d'injection (4) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le système d'injection (4) comprend une pompe haute-pression (5) équipée d'une première conduite (8) comprenant le point de connexion unique (13).
  3. Système d'injection (4) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système d'injection (4) comprend successivement le point de connexion unique (13), la première conduite (8), la pompe haute-pression (5) et la chambre collectrice haute-pression (6), selon un sens de circulation (7) du carburant (3) à l'intérieur du système d'injection (4).
  4. Système d'injection (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système d'injection (4) comprend au moins un injecteur (10) de carburant (3).
  5. Système d'injection (4) selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que le système d'injection (4) comprend un canal de retour (14) qui est interposé entre l'injecteur (10) et un point de retour (14) constitutif de la première conduite (8).
  6. Dispositif d'alimentation (16) en carburant (3) du moteur à combustion interne (1) comprenant le réservoir de carburant (2) et un système d'injection (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  7. Dispositif d'alimentation (16) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation comprend le point de connexion unique (13) du système d'injection (4) et un point de raccordement unique (17) du réservoir de carburant (2) qui sont en relation fluidique l'un avec l'autre.
  8. Véhicule automobile équipé d'un dispositif d'alimentation (16) selon la revendication 7.
  9. Procédé d'assemblage du dispositif d'alimentation (16) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le procédé d'assemblage du dispositif d'alimentation (16) comprend une étape unique au cours de laquelle le point de connexion unique (13) du système d'injection (4) et le point de raccordement unique (17) du réservoir de carburant (2) sont mis en relation fluidique l'un avec l'autre.
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