EP3999734A1 - Hydraulic cam injection system - Google Patents

Hydraulic cam injection system

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EP3999734A1
EP3999734A1 EP20754324.0A EP20754324A EP3999734A1 EP 3999734 A1 EP3999734 A1 EP 3999734A1 EP 20754324 A EP20754324 A EP 20754324A EP 3999734 A1 EP3999734 A1 EP 3999734A1
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EP
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cam
hydraulic
injection
injection system
valve
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EP20754324.0A
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Abstract

The hydraulic cam injection system (100) comprises an injection valve (50) housed in a tubular injection nozzle (54), a gap being left between a valve stem (51) of the valve (50) and the inner surface of the tubular injection nozzle (54) to allow an injectable fluid (58) to flow from pressurising means (10) while a receiving piston (62) rigidly connected to the valve (50) receives, on the one hand, the pressure of the injectable fluid (58) to keep the valve (50) closed, and on the other hand, the pressure of a hydraulic fluid (60) to open the valve (50), an injection cam (67) being capable of moving the receiving piston (62) by means of a transmitting piston (69) and the hydraulic fluid (60).

Description

Description Description
Titre de l'invention : SYSTEME D’INJECTION HYDRAULIQUE Title of the invention: HYDRAULIC INJECTION SYSTEM
A CAME A CAME
[0001] La présente invention a pour objet un système d’injection hydraulique à came prévu entre autres pour injecter une charge pilote constituée d’un mélange d’air et de carburant facilement inflammable dans une préchambre d’allumage à clapet ou, plus accessoirement, dans une préchambre que forme une bougie d’allumage à électrode navette. The present invention relates to a hydraulic cam injection system provided inter alia for injecting a pilot charge consisting of a mixture of air and easily flammable fuel in a valve ignition prechamber or, more incidentally , in a prechamber formed by a shuttle electrode spark plug.
[0002] Quand ladite charge pilote est mise à feu par une étincelle, ladite préchambre éjecte des torches de gaz chauds dans la chambre de combustion d’un moteur thermique à combustion interne afin de mettre à feu une charge principale que contient ladite chambre. [0002] When said pilot charge is ignited by a spark, said prechamber ejects hot gas torches into the combustion chamber of an internal combustion heat engine in order to ignite a main charge contained in said chamber.
[0003] On connaît la demande de brevet français N FR 17 50264 du 12 janvier 2017 relative à une préchambre d’allumage à clapet, publiée le 13 juillet 2018 sous le N°3 061 743. On connaît également le brevet français relatif à une bougie d’allumage à électrode- navette publié le 17 mai 2019 sous le N 3 060 222. Les deux dites demandes appar tiennent au demandeur. We know the French patent application N FR 17 50264 of January 12, 2017 relating to a valve ignition prechamber, published on July 13, 2018 under the No. 3,061,743. We also know the French patent relating to a shuttle electrode spark plug published on May 17, 2019 under number 3 060 222. The two said requests belong to the applicant.
[0004] Ladite demande et ledit brevet ont communément fait l’objet de deux demandes de brevet français de perfectionnement qui appartiennent également au demandeur. La première dite demande en date du 10 septembre 2018 a été enregistrée sous le [0004] Said application and said patent have commonly been the subject of two French improvement patent applications which also belong to the applicant. The first said request dated September 10, 2018 was registered under
N 18 58111 et concerne un dispositif de rappel magnétique de clapet. La deuxième dite demande a quant à elle été enregistrée le 13 mai 2019 sous le N° 1904961 et concerne un insert d’allumage à préchambre active. No. 18 58111 and relates to a magnetic valve return device. The second said request was registered on May 13, 2019 under number 1904961 and concerns an ignition insert with active prechamber.
[0005] Les inventions relatives aux demandes de brevets et brevets précités s’appliquent prioritairement à tout moteur alternatif à allumage commandé de quelque type que ce soit dont la charge principale est fortement diluée avec de l’air frais ou avec des gaz d’échappement recirculés préalablement refroidis. [0005] The inventions relating to the aforementioned patent applications and patents apply primarily to any spark-ignition reciprocating engine of any type whatsoever, the main charge of which is greatly diluted with fresh air or with exhaust gases recirculated previously cooled.
[0006] Sous réserve d’une combustion stable, rapide, et suffisamment complète, ladite [0006] Subject to stable, rapid and sufficiently complete combustion, said
charge principale fortement diluée augmente le rendement thermodynamique moyen et/ou maximal dudit moteur qui la reçoit par rapport à celui des moteurs à allumage par bougie seule et donc, réduit la consommation de carburant dudit moteur à même travail produit. The highly diluted main charge increases the average and / or maximum thermodynamic efficiency of said engine which receives it compared to that of engines with ignition by spark plug only and therefore, reduces the fuel consumption of said engine at the same work produced.
[0007] C’est pour tenir cet objectif d’une combustion stable, rapide, et suffisamment [0007] It is to meet this objective of stable, rapid combustion, and sufficiently
complète que lesdites inventions sont prévues pour produire un allumage puissant, stable et sûr sans lequel la réduction de la consommation de carburant attendue ne peut être obtenue. [0008] On constate que les inventions relatives au brevet et demandes de brevet qui viennent d’être cités nécessitent un injecteur qui injecte directement dans la préchambre un mélange d’air et de carburant, ce dernier ayant été préalablement mis sous pression par un compresseur. complete that said inventions are intended to produce a powerful, stable and safe ignition without which the expected reduction in fuel consumption cannot be obtained. We see that the inventions relating to the patent and patent applications which have just been cited require an injector which directly injects into the prechamber a mixture of air and fuel, the latter having been previously pressurized by a compressor .
[0009] On remarque que ledit injecteur doit être le plus compact possible pour pouvoir être intégré dans la culasse de tout moteur alternatif à allumage commandé sans interférer outre mesure avec les conduits d’admission, avec les conduits d’échappement, ou avec les chambres d’eau de refroidissement que comprend ladite culasse. Note that said injector must be as compact as possible to be able to be integrated into the cylinder head of any spark ignition reciprocating engine without unduly interfering with the intake ducts, with the exhaust ducts, or with the chambers of cooling water included in said cylinder head.
[0010] Outre être compact, on constate à la lecture de la demande de brevet français [0010] Besides being compact, we see on reading the French patent application
N 1904961 que ledit injecteur doit avantageusement présenter une buse de grande longueur et de petit diamètre. Cette configuration particulière est nécessaire pour que ledit injecteur puisse être intégré dans la culasse de tout moteur à combustion interne alternatif à allumage commandé sans interférer de façon rédhibitoire avec les organes et volumes fonctionnels de ladite culasse. Ceci implique notamment de prévoir un injecteur pourvu d’une aiguille de grande longueur dont la masse élevée nécessite un actionneur puissant. N 1904961 that said injector should advantageously have a nozzle of great length and small diameter. This particular configuration is necessary so that said injector can be integrated into the cylinder head of any reciprocating internal combustion engine with spark ignition without interfering in a crippling manner with the components and functional volumes of said cylinder head. This implies in particular providing an injector provided with a very long needle, the high mass of which requires a powerful actuator.
[0011] L’ injecteur en question doit également offrir une dynamique et une perméabilité élevées. Ces qualités sont nécessaires pour être en mesure d’injecter la charge pilote dans la préchambre dans le temps imparti, quel que soit le régime et la charge du moteur à combustion interne, et malgré une pression du mélange d’air et de carburant prévue relativement basse en entrée dudit injecteur. [0011] The injector in question must also offer high dynamics and high permeability. These qualities are necessary to be able to inject the pilot charge into the prechamber within the allotted time, regardless of the speed and load of the internal combustion engine, and despite a relatively expected pressure of the air and fuel mixture. low at the inlet of said injector.
[0012] Car en effet, les moteurs à combustion interne alternatifs à allumage commandé sont pour la plupart refroidis par un circuit d’eau dont la température est maintenue autour de cent degrés Celsius. Il résulte de ceci que préférablement, G injecteur de mélange d’air et de carburant que prévoient les inventions de la demande de brevet français N°FR 17 50264 et du brevet français N°3 060 222 doit également être maintenu à une température n’excédant pas cent degrés Celsius, ceci pour éviter tout dispositif ad ditionnel de réchauffage dudit injecteur. [0012] Because, in fact, reciprocating spark-ignition internal combustion engines are mostly cooled by a water circuit, the temperature of which is maintained around one hundred degrees Celsius. It follows from this that preferably, G injector of air and fuel mixture provided for in the inventions of French patent application No. FR 17 50264 and French patent No. 3 060 222 must also be maintained at a temperature n ' not exceeding one hundred degrees Celsius, in order to avoid any additional device for heating said injector.
[0013] Or, à titre d’exemple non-limitatif, si la température de l’injecteur n’excède pas cent degrés Celsius et si la richesse du mélange air-essence qu’il injecte est de 1,2 ou 1,3, la pression dudit mélange en entrée dudit injecteur ne doit pas dépasser cinquante bars. [0013] However, by way of non-limiting example, if the temperature of the injector does not exceed one hundred degrees Celsius and if the richness of the air-gasoline mixture that it injects is 1.2 or 1.3 , the pressure of said mixture at the inlet of said injector must not exceed fifty bars.
[0014] En effet, au-delà de cette pression limite, une partie du carburant contenu dans le mélange condenserait sur les parois internes de l’injecteur et passerait de l’état gazeux à l’état liquide. En conséquence du dépassement de cette pression limite de vapeur saturante, la fraction de la charge pilote subsistant à l’état gazeux serait de moindre richesse, serait possiblement difficile à mettre à feu, et sa combustion serait poten tiellement instable. En outre, les espèces chimiques hautement réactives qui résultent de la combustion d’un mélange riche ne seraient plus produites dans les quantités re- cherchées, et l’allumage par torche de la charge principale deviendrait moins efficace. [0014] Indeed, beyond this limit pressure, part of the fuel contained in the mixture would condense on the internal walls of the injector and would pass from the gaseous state to the liquid state. As a consequence of exceeding this limit saturated vapor pressure, the fraction of the pilot charge remaining in the gaseous state would be of less richness, would possibly be difficult to ignite, and its combustion would be potentially unstable. In addition, the highly reactive chemical species which result from the combustion of a rich mixture would no longer be produced in the quantities re- sought, and the torch ignition of the main charge would become less efficient.
[0015] Tenant compte de ce qui vient d’être dit, pour pouvoir injecter un mélange air- essence de richesse 1,2 à 1,3 maintenu à cent degrés Celsius, il ne faut pas que la pression en entrée de l’injecteur qui est chargé d’injecter la charge pilote dans la préchambre décrite dans la demande de brevet français N°FR 17 50264 et dans le brevet français N 3 060 222 excède cinquante bars. Cette pression relativement basse doit être compensée par une grande perméabilité à l’injecteur. [0015] Taking into account what has just been said, in order to be able to inject an air-gasoline mixture of 1.2 to 1.3 richness maintained at one hundred degrees Celsius, it is not necessary that the pressure at the inlet of the injector which is responsible for injecting the pilot charge into the prechamber described in French patent application No. FR 17 50264 and in French patent No. 3 060 222 exceeds fifty bars. This relatively low pressure must be compensated by a high permeability to the injector.
[0016] Pour obtenir ladite grande perméabilité, il n’est pas possible d’augmenter exa [0016] To obtain said high permeability, it is not possible to increase exa
gérément le diamètre de l’injecteur car ce dernier deviendrait trop encombrant. La solution la plus appropriée consiste à augmenter significativement la course de l’aiguille de l’injecteur, par rapport à celle d’un injecteur direct d’essence automobile qui est de l’ordre de cinquante à soixante micromètres. manage the diameter of the injector because it would become too bulky. The most suitable solution is to significantly increase the stroke of the injector needle, compared to that of a direct automotive gasoline injector which is of the order of fifty to sixty micrometers.
[0017] Le problème est qu’augmenter la course de l’aiguille nécessite d’augmenter plus que proportionnellement la taille et la puissance de l’actionneur à solénoïde qui déplace ladite aiguille. En effet, lever davantage l’aiguille dans le même délai augmente la vitesse moyenne de levée et de repose de ladite aiguille. Cette augmentation de vitesse de levée et de repose a d’autant plus d’impact sur le dimensionnement de l’actionneur à solénoïde que le moteur à combustion interne alternatif tourne lui-même à haute vitesse The problem is that increasing the needle stroke requires more than proportionally increasing the size and power of the solenoid actuator that moves said needle. In fact, raising the needle more within the same time period increases the average speed of lifting and resting said needle. This increase in lift and rest speed has more impact on the sizing of the solenoid actuator as the reciprocating internal combustion engine itself is running at high speed.
[0018] En outre, une course accrue de ladite aiguille éloigne la palette de solénoïde qui actionne ladite aiguille du stator avec lequel coopère ladite palette. Comme l’effort qu’exerce ladite palette sur ladite aiguille diminue approximativement en raison du carré de la distance qui sépare ladite palette dudit stator, la bobine constitutive de l’actionneur à solénoïde doit produire un champ magnétique de très forte puissance. Ceci est d’autant plus vrai que l’aiguille s’éloignant fortement de son siège, il faut prévoir un ressort de rappel puissant, capable de ramener ladite aiguille sur son siège dans le temps imparti. [0018] In addition, an increased stroke of said needle moves away the solenoid pallet which actuates said needle from the stator with which said pallet cooperates. As the force exerted by said vane on said needle decreases approximately due to the square of the distance between said vane from said stator, the constituent coil of the solenoid actuator must produce a very strong magnetic field. This is all the more true as the needle moves away strongly from its seat, it is necessary to provide a powerful return spring, capable of returning said needle to its seat within the allotted time.
[0019] Augmenter la course de l’aiguille conduit donc à une bobine d’actionneur dont le besoin en courant électrique pénalise le rendement du moteur à combustion interne, et dont l’encombrement et le poids sont difficilement compatibles avec l’espace allouable dans la culasse dudit moteur. En outre, le prix de revient d’une telle bobine [0019] Increasing the stroke of the needle therefore leads to an actuator coil whose need for electric current penalizes the efficiency of the internal combustion engine, and whose size and weight are hardly compatible with the space available in the cylinder head of said engine. In addition, the cost price of such a coil
d’actionneur sera potentiellement incompatible avec les contraintes économiques de la production de grande série automobile. actuator will potentially be incompatible with the economic constraints of mass production automobile production.
[0020] De plus, les vitesses élevées de repose de ladite aiguille sur son siège produiraient un choc de puissance excessive qui compromettrait la pérennité de ladite aiguille et dudit siège. Les dommages causés par ledit choc seraient d’autant plus grands que T injecteur injecte un mélange gazeux de faible densité dont les propriétés lubrifiantes sont pra tiquement inexistantes [0021] C’est pour résoudre ces différents problèmes que le système d’injection hydraulique à came suivant l’invention, en relation avec les inventions de la demande de brevet français N°FR 17 50264 et du brevet français N 3 060 222 et selon un mode particulier de réalisation, permet : [0020] In addition, the high speeds at which said needle rests on its seat would produce an excessive power shock which would compromise the durability of said needle and of said seat. The damage caused by said impact would be all the greater if the injector injects a gas mixture of low density, the lubricating properties of which are practically non-existent. It is to solve these various problems that the hydraulic cam injection system according to the invention, in connection with the inventions of French patent application No. FR 17 50264 and French patent No. 3 060 222 and according to a particular embodiment, allows:
• De réaliser un injecteur de charge pilote doté d’une buse de grande longueur et de petit diamètre, facilement intégrable à la culasse d’un moteur alternatif à combustion interne ; • To produce a pilot charge injector with a nozzle of great length and small diameter, easily integrated into the cylinder head of a reciprocating internal combustion engine;
• De prévoir une grande levée d’aiguille d’injecteur qui confère à l’injecteur de charge pilote et malgré son petit diamètre une section de passage et une per méabilité de plusieurs dizaines de fois supérieure à celle d’un injecteur direct d’essence conventionnel, de sorte que ledit injecteur de charge pilote assure le remplissage de la préchambre sur toute la plage de fonctionnement du moteur alternatif à combustion interne malgré une pression limitée - par exemple à cinquante bars - du mélange d’air et de carburant en entrée dudit injecteur ; • To provide a large injector needle lift which gives the pilot charge injector and despite its small diameter a passage section and a permeability of several tens of times greater than that of a direct gasoline injector. conventional, so that said pilot charge injector ensures the filling of the prechamber over the entire operating range of the reciprocating internal combustion engine despite a limited pressure - for example at fifty bars - of the air and fuel mixture at the inlet of said injector;
• De réaliser un injecteur de charge pilote à longue durée de vie malgré une grande levée d’aiguille et malgré que ledit injecteur injecte un mélange gazeux de faible densité aux propriétés lubrifiantes pratiquement inexistantes ;• To produce a long-life pilot charge injector despite a large needle lift and despite the said injector injecting a low density gas mixture with virtually non-existent lubricating properties;
• De réaliser un injecteur de charge pilote dont le prix de revient est notamment compatible avec la production en grande série automobile ; • To produce a pilot charge injector, the cost price of which is notably compatible with large-scale automobile production;
• De réduire drastiquement le poids et l’encombrement de l’actionneur qui déplace l’aiguille de l’injecteur de charge pilote, de sorte que ledit actionneur soit aisément logeable à l’intérieur ou à proximité de la culasse de tout moteur alternatif à combustion interne. • To drastically reduce the weight and bulk of the actuator which moves the needle of the pilot charge injector, so that said actuator is easily housed inside or near the cylinder head of any reciprocating engine. internal combustion.
[0022] Les applications du système d’injection hydraulique à came suivant l’invention ne se limitent d’ailleurs pas aux seules inventions relatives à la demande de brevet français N FR 17 50264 et au brevet français N°3 060 222. [0022] The applications of the hydraulic cam injection system according to the invention are moreover not limited to the only inventions relating to French patent application N FR 17 50264 and to French patent N ° 3,060,222.
[0023] Le système d’injection hydraulique à came suivant l’invention peut notamment [0023] The hydraulic cam injection system according to the invention can in particular
injecter du gaz ou du liquide dans toute préchambre active avec ou sans clapet, ou se substituer à tout injecteur direct ou indirect selon l’état de l’art injectant un gaz et/ou un liquide pur ou composé, que ledit injecteur soit mis en œuvre dans un moteur thermique de quelque type que ce soit, ou dans toute autre machine sans limite d’application. inject gas or liquid into any active prechamber with or without valve, or replace any direct or indirect injector according to the state of the art injecting a gas and / or a pure or compound liquid, whether said injector is put into operation work in a heat engine of any type, or in any other machine with no application limit.
[0024] Le système d’injection hydraulique à came comprend : [0024] The hydraulic cam injection system comprises:
• Au moins une soupape d’injection qui comprend une queue de soupape et qui se termine par une tulipe, cette dernière exposant une portée d’étanchéité de soupape, ladite soupape étant en tout ou partie logée dans une buse d'injection tubulaire terminée par un siège de soupape d’injection sur lequel peut reposer de façon étanche la portée d’étanchéité de soupape tandis qu’un espace est laissé entre la queue de soupape et la surface interne de la buse d'injection tubulaire pour laisser circuler un fluide injectable mis sous pression par des moyens de mise en pression ; • At least one injection valve which comprises a valve stem and which ends in a tulip, the latter exposing a valve sealing surface, said valve being wholly or partly housed in a tubular injection nozzle terminated by an injection valve seat on which the valve sealing face can sealingly rest while a space is left between the valve stem and the internal surface of the tubular injection nozzle to let circulate an injectable fluid pressurized by pressurizing means;
• Au moins un orifice d’entrée de buse aménagé dans la buse d'injection • At least one nozzle inlet opening in the injection nozzle
tubulaire et par lequel le fluide injectable est introduit à l’intérieur de ladite buse ; tubular and through which the injectable fluid is introduced inside said nozzle;
• Au moins un cylindre récepteur qui est directement ou indirectement solidaire de l’extrémité de la buse d'injection tubulaire ; • At least one slave cylinder which is directly or indirectly integral with the end of the tubular injection nozzle;
• Au moins un piston récepteur solidaire de la queue de soupape et logé dans le cylindre récepteur, ledit piston pouvant se mouvoir en translation longi tudinale dans ledit cylindre et présentant une face axiale côté fluide injectable qui communique avec le volume intérieur de la buse d'injection tubulaire, et une face axiale côté fluide hydraulique qui forme, avec le cylindre récepteur une chambre réceptrice de volume variable remplie d’un fluide hydraulique ; • At least one receiving piston integral with the valve stem and housed in the receiving cylinder, said piston being able to move in longitudinal translation in said cylinder and having an axial face on the injectable fluid side which communicates with the internal volume of the nozzle. tubular injection, and an axial face on the hydraulic fluid side which forms, with the receiving cylinder, a receiving chamber of variable volume filled with hydraulic fluid;
• Au moins un dispositif d’alimentation en fluide hydraulique relié à la chambre réceptrice et qui permet d’actionner le piston récepteur via le fluide hy draulique par l’intermédiaire d’un conduit hydraulique d'action. • At least one hydraulic fluid supply device connected to the receiving chamber and which makes it possible to actuate the receiving piston via the hydraulic fluid through a hydraulic action line.
[0025] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un ressort de rappel de piston récepteur qui tend à rapprocher le piston récepteur d’une culasse réceptrice. [0025] The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a receiving piston return spring which tends to move the receiving piston closer to a receiving cylinder head.
[0026] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend des moyens de guidage perméables qui sont directement ou indirectement solidaires de la soupape d’injection et/ou de la buse d'injection tubulaire, lesdits moyens gardant la soupape d’injection approximativement centrée dans la buse d'injection tubulaire. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises permeable guide means which are directly or indirectly integral with the injection valve and / or the tubular injection nozzle, said means keeping the valve d injection approximately centered in the tubular injection nozzle.
[0027] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un dispositif d’alimentation en fluide hydraulique qui est constitué d’une came d’injection qui présente au moins un profil de came maintenu directement ou indi rectement en contact avec une face axiale d’action que présente un piston émetteur logé dans un cylindre émetteur, ledit piston présentant - à l’opposé de la face axiale d’action - une face axiale d’émission de fluide hydraulique qui forme une chambre émettrice avec le cylindre émetteur cependant que le profil de came peut mouvoir le piston émetteur en translation longitudinale dans le cylindre émetteur lorsque la came d’injection est mise en rotation par une source motrice. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a hydraulic fluid supply device which consists of an injection cam which has at least one cam profile maintained directly or indirectly in contact with an axial action face presented by a sender piston housed in a sender cylinder, said piston having - opposite the axial action face - an axial hydraulic fluid emission face which forms an emitter chamber with the cylinder transmitter however that the cam profile can move the transmitter piston in longitudinal translation in the transmitter cylinder when the injection cam is rotated by a driving source.
[0028] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un conduit hydraulique d'action qui relie la chambre émettrice à la chambre réceptrice, ledit conduit, la chambre émettrice et la chambre réceptrice étant remplis du fluide hy draulique. [0028] The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a hydraulic action conduit which connects the emitting chamber to the receiving chamber, said conduit, the emitting chamber and the receiving chamber being filled with hydraulic fluid.
[0029] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un le profil de came qui comprend au moins un secteur angulaire de levée qui déplace le piston émetteur lorsque ledit secteur est au contact de la face axiale d’action et que la came d’injection est en rotation, et au moins un secteur angulaire de maintien circulaire et centré sur l’axe de rotation de ladite came d’injection qui immobilise le piston émetteur lorsque ledit secteur est au contact de la face axiale d’action et ceci, malgré que la came d’injection soit en rotation. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a the cam profile which comprises at least one angular lift sector which moves the emitter piston when said sector is in contact with the axial action face and the injection cam is rotating, and at least one angular sector of circular maintenance and centered on the axis of rotation of said injection cam which immobilizes the emitter piston when said sector is in contact with the axial action face and this despite the injection cam being in rotation.
[0030] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un profil de came qui est maintenu en contact avec la face axiale d’action par l’intermédiaire d’un culbuteur qui prend directement ou indirectement appui sur un carter de came dans lequel tourne la came d’injection. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a cam profile which is maintained in contact with the axial action face by means of a rocker arm which directly or indirectly bears on a housing of cam in which the injection cam rotates.
[0031] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un culbuteur qui prend appui sur le carter de came par l’intermédiaire d’un point de basculement déplaçable dont la position entre le profil de came et la face axiale d’action peut être modifiée par un actionneur de levée d’injecteur. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a rocker arm which bears on the cam housing by means of a movable tipping point whose position between the cam profile and the axial face of The action can be changed by an injector lift actuator.
[0032] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un point de basculement déplaçable qui est constitué d’un rouleau d’appui déplaçable qui peut rouler ou glisser sur une piste de déplacement aménagée dans le carter de came, ledit rouleau coopérant avec une piste de basculement aménagée au dos du culbuteur. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a movable tipping point which consists of a movable support roller which can roll or slide on a movement track provided in the cam housing, said roller cooperating with a tilting track arranged at the back of the rocker.
[0033] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un rouleau d’appui déplaçable reçoit à chacune de ses extrémités un pignon [0033] The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a movable support roller receives at each of its ends a pinion
d’orientation, lesdits pignons étant solidaires en rotation, tandis que chaque dit pignon coopère avec une crémaillère d’orientation solidaire du carter de came. orientation, said pinions being integral in rotation, while each said pinion cooperates with an orientation rack integral with the cam housing.
[0034] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un rouleau d’appui déplaçable qui reçoit une roue de vis sans fin qui coopère avec une vis sans fin dont la position axiale est fixe par rapport au carter de came, ladite vis pouvant être entraînée en rotation par G actionneur de levée d’injecteur. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a movable support roller which receives a worm wheel which cooperates with a worm whose axial position is fixed relative to the cam housing, said screw being able to be driven in rotation by G injector lift actuator.
[0035] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un rouleau d’appui déplaçable qui reçoit un taraudage dans lequel G actionneur de levée d’injecteur peut faire tourner une vis de déplacement qui est solidaire en position du carter de came mais libre de tourner autour de son axe longitudinal. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a movable support roller which receives a thread in which G injector lift actuator can rotate a displacement screw which is integral in position of the housing. cam but free to rotate around its longitudinal axis.
[0036] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un déphaseur de came d’injection qui est interposé entre la came d’injection et la source motrice. [0036] The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises an injection cam phase shifter which is interposed between the injection cam and the driving source.
[0037] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend une buse d'injection tubulaire dont l’extrémité se termine par le siège de soupape d’injection est coiffée d’un diffuseur à trous. [0037] The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a tubular injection nozzle, the end of which ends with the injection valve seat is capped with a diffuser with holes.
[0038] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un diffuseur à trous dont une partie au moins de sa paroi interne est cylindrique et laisse un faible jeu entre elle-même et la surface périphérique externe de la tulipe de sorte que ledit diffuseur forme les moyens de guidage perméables. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a diffuser with holes, at least part of its internal wall of which is cylindrical and leaves a small clearance between itself and the external peripheral surface of the tulip so that said diffuser forms the permeable guide means.
[0039] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend une pompe de gavage qui tend à introduire du fluide hydraulique dans le conduit hy draulique d'action via un clapet anti-retour de gavage, ledit fluide hydraulique provenant d’une bâche à fluide hydraulique. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a booster pump which tends to introduce hydraulic fluid into the hydraulic action duct via a booster non-return valve, said hydraulic fluid coming from a hydraulic fluid tank.
[0040] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend au moins un orifice de drainage qui est relié à un conduit de drainage et qui débouche dans le cylindre récepteur, la face axiale côté fluide injectable et la face axiale côté fluide hydraulique restant toujours axialement positionnées de part et d’autre dudit orifice quelle que soit la position du piston récepteur. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises at least one drainage orifice which is connected to a drainage duct and which opens into the receiving cylinder, the axial face on the injectable fluid side and the axial face on the fluid side. hydraulic always remaining axially positioned on either side of said orifice whatever the position of the receiving piston.
[0041] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un piston récepteur qui comporte une gorge de drainage qui communique avec l’orifice de drainage. [0041] The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a receiving piston which has a drainage groove which communicates with the drainage port.
[0042] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un piston récepteur qui est constitué d’un premier corps qui reçoit la face axiale côté fluide injectable et qui est solidaire de la queue de soupape, et d’un deuxième corps solidaire ou non dudit premier corps et qui reçoit la face axiale côté fluide hydraulique, un épaulement externe aménagé sur l’un, l’autre ou les deux dits corps formant la gorge de drainage. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a receiving piston which consists of a first body which receives the axial face on the injectable fluid side and which is integral with the valve stem, and of a second body which may or may not be integral with said first body and which receives the axial face on the hydraulic fluid side, an external shoulder arranged on one, the other or both of said bodies forming the drainage groove.
[0043] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend une plage maximale de déplacement du point de basculement déplaçable entre le profil de came et la face axiale d’action qui est déterminée par au moins une butée de bout de course. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a maximum range of displacement of the tilting point movable between the cam profile and the axial action face which is determined by at least one end stop .
[0044] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend une piste de déplacement qui est rendue solidaire du carter de came par l’intermédiaire d’au moins une rotule d’orientation de piste. [0044] The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a displacement track which is secured to the cam housing by means of at least one track orienting ball.
[0045] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un piston récepteur qui est constitué d’au moins un premier corps qui reçoit la face axiale côté fluide injectable et qui est solidaire de la queue de soupape, et d’au moins un deuxième corps solidaire ou non dudit premier corps et qui reçoit la face axiale côté fluide hydraulique. The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a receiving piston which consists of at least a first body which receives the axial face on the injectable fluid side and which is integral with the valve stem, and of at least one second body, whether or not integral with said first body and which receives the axial face on the hydraulic fluid side.
[0046] Le système d’injection hydraulique à came suivant la présente invention comprend un piston récepteur qui comporte un épaulement externe aménagé sur l’un, l’autre ou les deux corps, ledit épaulement formant une gorge de drainage qui communique avec au moins un orifice de drainage qui est aménagé dans le cylindre récepteur et qui est relié à un conduit de drainage. [0047] La description qui va suivre en regard des dessins annexés et donnés à titre d’exemples non limitatifs permettra de mieux comprendre l’invention, les caracté ristiques qu’elle présente, et les avantages qu’elle est susceptible de procurer : The hydraulic cam injection system according to the present invention comprises a receiving piston which comprises an external shoulder arranged on one, the other or both bodies, said shoulder forming a drainage groove which communicates with at least a drainage orifice which is provided in the receiving cylinder and which is connected to a drainage duct. The description which will follow with reference to the accompanying drawings and given by way of non-limiting examples will make it possible to better understand the invention, the characteristics that it presents, and the advantages that it is likely to provide:
[0048] [fig.l] est une vue en coupe schématique du système d’injection hydraulique à came suivant l’invention tel qu’il peut être installé dans la culasse d’un moteur à combustion interne équipé d’une préchambre d’allumage à clapet suivant la demande de brevet français N°FR 17 50264, et d’un insert d’allumage à préchambre active suivant la demande de brevet français N 3 060 222. [0048] [fig.l] is a schematic sectional view of the hydraulic cam injection system according to the invention as it can be installed in the cylinder head of an internal combustion engine equipped with a prechamber of valve ignition according to French patent application N ° FR 17 50264, and an active prechamber ignition insert according to French patent application N 3 060 222.
[0049] [fig.2] est une vue en coupe schématique qui montre les secteurs angulaires de levée et de maintien tels que peut les recevoir le profil de came du système d’injection hy draulique à came suivant l’invention. [0049] [fig.2] is a schematic sectional view which shows the angular lifting and holding sectors as can be accommodated by the cam profile of the hydraulic cam injection system according to the invention.
[0050] [Fig. 3 à 5] sont des vues en coupe schématique illustrant le fonctionnement de la came d’injection et du piston émetteur du système d’injection hydraulique à came suivant l’invention, ladite came coopérant avec un culbuteur dont le bras de levier peut varier en fonction de la position d’un rouleau d’appui déplaçable, ladite position étant pilotée par un moteur électrique pas-à-pas via une vis sans fin et une roue de vis sans fin. [0050] [Fig. 3 to 5] are schematic sectional views illustrating the operation of the injection cam and of the sender piston of the hydraulic cam injection system according to the invention, said cam cooperating with a rocker arm, the lever arm of which can vary by function of the position of a displaceable support roller, said position being controlled by an electric stepper motor via a worm and a worm wheel.
[0051] [fig.6] est une vue tridimensionnelle de la came d’injection du système d’injection hydraulique à came suivant l’invention, et des principaux composants fonctionnels montrés en figures 3 à 5 avec lesquels coopère ladite came. [0051] [Fig.6] is a three-dimensional view of the injection cam of the hydraulic cam injection system according to the invention, and of the main functional components shown in Figures 3 to 5 with which said cam cooperates.
[0052] [fig.7] est une vue tridimensionnelle de la buse d'injection tubulaire du système [0052] [fig.7] is a three-dimensional view of the tubular injection nozzle of the system
d’injection hydraulique à came suivant l’invention, et des principaux composants qu’elle héberge ou avec lesquels elle coopère. hydraulic injection cam according to the invention, and the main components that it houses or with which it cooperates.
[0053] [fig.8] est une vue en coupe tridimensionnelle de la buse d'injection tubulaire du système d’injection hydraulique à came suivant l’invention, et des principaux composants qu’elle héberge ou avec lesquels elle coopère. [0053] [Fig.8] is a three-dimensional sectional view of the tubular injection nozzle of the hydraulic cam injection system according to the invention, and of the main components that it houses or with which it cooperates.
[0054] [fig.9] est une vue tridimensionnelle de la soupape d'injection du système d’injection hydraulique à came suivant l’invention, équipée du piston récepteur et du ressort de rappel de piston récepteur. [0054] [Fig.9] is a three-dimensional view of the injection valve of the hydraulic cam injection system according to the invention, equipped with the receiving piston and the receiving piston return spring.
[0055] [fig.10] est une vue tridimensionnelle du diffuseur à trous tel qu’il peut être prévu pour terminer la buse d'injection tubulaire du système d’injection hydraulique à came suivant l’invention. [0055] [Fig.10] is a three-dimensional view of the hole diffuser as it may be provided to complete the tubular injection nozzle of the hydraulic cam injection system according to the invention.
[0056] [fig.l 1] est une vue en coupe schématique de la buse d'injection tubulaire du système d’injection hydraulique à came suivant l’invention et des principaux composants qu’elle héberge ou avec lesquels elle coopère, telle qu’elle peut être installée dans la culasse d’un moteur à combustion interne équipé d’une préchambre d’allumage à clapet suivant la demande de brevet français N°FR 17 50264, et d’un insert d’allumage à préchambre active suivant la demande de brevet français N 3 060 222. [0057] [fig.12] est une vue fantôme tridimensionnelle de la came d’injection du système d’injection hydraulique à came suivant l’invention dont le rouleau d’appui déplaçable reçoit un taraudage dans lequel l’actionneur de levée d’injecteur peut faire tourner une vis de déplacement. [0056] [fig.l 1] is a schematic sectional view of the tubular injection nozzle of the hydraulic cam injection system according to the invention and of the main components that it hosts or with which it cooperates, such as 'it can be installed in the cylinder head of an internal combustion engine equipped with a valve pre-chamber according to French patent application No. FR 17 50264, and an ignition insert with active pre-chamber according to French patent application N 3 060 222. [0057] [fig.12] is a three-dimensional phantom view of the injection cam of the hydraulic cam injection system according to the invention, the displaceable support roller of which receives a thread in which the lifting actuator of injector can rotate a displacement screw.
[0058] DESCRIPTION DE L’ INVENTION [0058] DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0059] On a montré en figures 1 à 12 le système d’injection hydraulique à came 100 suivant l’invention, divers détails de ses composants, ses variantes, et ses accessoires. [0059] There is shown in Figures 1 to 12 the hydraulic cam injection system 100 according to the invention, various details of its components, its variants, and its accessories.
[0060] Comme le montrent la figure 1 et les figures 7 à 11, le système d’injection hy [0060] As shown in Figure 1 and Figures 7 to 11, the hy injection system
draulique à came 100 comprend au moins une soupape d’injection 50 qui comprend une queue de soupape 51, et qui se termine par une tulipe 52 qui expose une portée d’étanchéité de soupape 53. Hydraulic cam 100 includes at least one injection valve 50 which includes a valve stem 51, and which terminates in a tulip 52 which exposes a valve seal face 53.
[0061] On remarque en figure 1 et en figures 7 à 11 que la soupape 50 est en tout ou partie logée dans une buse d'injection tubulaire 54 terminée par un siège de soupape d’injection 55 sur lequel peut reposer de façon étanche la portée d’étanchéité de soupape 53, tandis qu’un espace est laissé entre la queue de soupape 51 et la surface interne de la buse d'injection tubulaire 54 pour laisser circuler un fluide injectable 58 mis sous pression par des moyens de mise en pression 10. On note d’ailleurs que selon un mode particulier de réalisation du système d’injection hydraulique à came selon l’invention, la portée d’étanchéité de soupape 53 peut être troncosphérique tandis que le siège de soupape d’injection 55 est conique. Note in Figure 1 and Figures 7 to 11 that the valve 50 is fully or partially housed in a tubular injection nozzle 54 terminated by an injection valve seat 55 on which the valve sealing face 53, while a space is left between the valve stem 51 and the internal surface of the tubular injection nozzle 54 to allow an injectable fluid 58 to circulate under pressure by pressurizing means 10. It should also be noted that according to a particular embodiment of the hydraulic cam injection system according to the invention, the valve sealing surface 53 may be frustoconical while the injection valve seat 55 is conical. .
[0062] En figures 8, 9, 10 et 11, on remarque que le système d’injection hydraulique à came 100 prévoit des moyens de guidage perméables 56 qui sont directement ou indi rectement solidaires de la soupape d’injection 50 et/ou de la buse d'injection tubulaire 54. Lesdits moyens 56 gardent la soupape d’injection 50 approximativement centrée dans la buse d'injection tubulaire 54 quelle que soit la position axiale de ladite soupape 50 relativement à ladite buse 54. In Figures 8, 9, 10 and 11, we note that the hydraulic cam injection system 100 provides permeable guide means 56 which are directly or indirectly integral with the injection valve 50 and / or the tubular injection nozzle 54. Said means 56 keep the injection valve 50 approximately centered in the tubular injection nozzle 54 regardless of the axial position of said valve 50 relative to said nozzle 54.
[0063] On remarque en figures 8, 9, 10 et 11 que les moyens de guidage perméables 56 Note in Figures 8, 9, 10 and 11 that the permeable guide means 56
peuvent comprendre au moins un canal de passage des gaz 57 qui laisse circuler le fluide injectable 58 entre la soupape d’injection 50 et la buse d'injection tubulaire 54. may include at least one gas passage channel 57 which allows the injectable fluid 58 to circulate between the injection valve 50 and the tubular injection nozzle 54.
[0064] En figures 7 et 8 et 11, on remarque que le système d’injection hydraulique à came 100 comprend un orifice d’entrée de buse 59 aménagé dans la buse d'injection tubulaire 54 et par lequel le fluide injectable 58 est introduit à l’intérieur de ladite buse 54 après avoir été acheminé par un conduit d’alimentation en fluide injectable 66 qui relie les moyens de mise en pression 10 audit orifice 59. In Figures 7 and 8 and 11, it is noted that the hydraulic cam injection system 100 comprises a nozzle inlet port 59 arranged in the tubular injection nozzle 54 and through which the injectable fluid 58 is introduced inside said nozzle 54 after having been conveyed by an injectable fluid supply duct 66 which connects the pressurizing means 10 to said orifice 59.
[0065] On note que le raccordement entre le conduit d’alimentation en fluide injectable 66 et l’orifice d’entrée de buse 59 peut être réalisé par soudage, sertissage, au moyen d’un raccord « banjo » connu en soi, ou en recourant à un bloc de raccordement de quelque type que ce soit. [0066] En outre, le conduit d’alimentation en fluide injectable 66 peut recevoir des moyens de réchauffage par résistance électrique, par circulation externe d’un fluide caloporteur tel que de l’eau ou de l’huile, ou par tout autre moyen. Lesdits moyens de réchauffage permettent avantageusement d’accélérer la montée en température du conduit d’alimentation en fluide injectable 66 lors de la mise en route du système d’injection hydraulique à came 100 selon l’invention dans un environnement à basse température. Note that the connection between the injectable fluid supply duct 66 and the nozzle inlet orifice 59 can be made by welding, crimping, by means of a "banjo" connector known per se, or by using a terminal block of any type. In addition, the injectable fluid supply duct 66 can receive heating means by electrical resistance, by external circulation of a heat transfer fluid such as water or oil, or by any other means. . Said heating means advantageously make it possible to accelerate the rise in temperature of the injectable fluid supply duct 66 when the hydraulic cam injection system 100 according to the invention is started up in a low temperature environment.
[0067] Lesdits moyens ou des moyens similaires peuvent également s’appliquer au conduit hydraulique d'action 78 et/ou à la buse d'injection tubulaire 54. Said means or similar means can also be applied to the hydraulic action conduit 78 and / or to the tubular injection nozzle 54.
[0068] Comme le montrent particulièrement les figures 8 et 11, le système d’injection hy draulique à came 100 comprend au moins un cylindre récepteur 61 qui est directement ou indirectement solidaire de l’extrémité de la buse d'injection tubulaire 54 qui est située à l’opposé de l’extrémité de ladite buse 54 qui reçoit le siège de soupape d’injection 55, ledit cylindre récepteur 61 étant positionné dans le prolongement de ladite buse 54. As shown in particular in Figures 8 and 11, the hydraulic cam injection system 100 comprises at least one receiver cylinder 61 which is directly or indirectly secured to the end of the tubular injection nozzle 54 which is located opposite the end of said nozzle 54 which receives the injection valve seat 55, said receiver cylinder 61 being positioned in the extension of said nozzle 54.
[0069] Aussi, les figures 1, 8, 9 et 11 montrent que le système d’injection hydraulique à came 100 comprend au moins un piston récepteur 62 solidaire de la queue de soupape 51 et logé dans le cylindre récepteur 61, ledit piston 62 pouvant se mouvoir en translation longitudinale dans ledit cylindre 61 et présentant une face axiale côté fluide injectable 63 qui communique avec le volume intérieur de la buse d'injection tubulaire 54, et une face axiale côté fluide hydraulique 64 qui forme, avec le cylindre récepteur 61 et une culasse réceptrice 74 qui termine ledit cylindre 61, une chambre réceptrice 71 de volume variable. Also, Figures 1, 8, 9 and 11 show that the hydraulic cam injection system 100 comprises at least one receiver piston 62 integral with the valve stem 51 and housed in the receiver cylinder 61, said piston 62 able to move in longitudinal translation in said cylinder 61 and having an axial face on the injectable fluid side 63 which communicates with the internal volume of the tubular injection nozzle 54, and an axial face on the hydraulic fluid side 64 which forms, with the receiver cylinder 61 and a receiving cylinder head 74 which terminates said cylinder 61, a receiving chamber 71 of variable volume.
[0070] On note que le piston récepteur 62 peut être réalisé en une ou plusieurs pièces, et qu’il peut recevoir un joint d’étanchéité de quelque type que ce soit et notamment, un joint composite présentant un faible coefficient de frottement et une haute résistance à l’abrasion. Cette configuration particulière peut également s’appliquer au piston émetteur 69. Note that the receiving piston 62 can be made in one or more parts, and that it can receive a seal of any type whatsoever and in particular, a composite seal having a low coefficient of friction and a high abrasion resistance. This particular configuration can also be applied to the emitter piston 69.
[0071] En figures 1 à 6 et en figure 12, on remarque que le système d’injection hydraulique à came 100 comprend un dispositif d’alimentation en fluide hydraulique 65 constitué d’au moins une came d’injection 67 qui présente au moins un profil de came 68 maintenu directement ou indirectement en contact avec une face axiale d’action 75 que présente un piston émetteur 69 logé dans un cylindre émetteur 70. In Figures 1 to 6 and in Figure 12, it is noted that the hydraulic cam injection system 100 comprises a hydraulic fluid supply device 65 consisting of at least one injection cam 67 which has at least a cam profile 68 maintained directly or indirectly in contact with an axial action face 75 presented by a sender piston 69 housed in a sender cylinder 70.
[0072] On note, particulièrement en figures 3 à 6 et en figure 12, que ledit piston 69 présente - à l’opposé de la face axiale d’action 75 - une face axiale d’émission de fluide hy draulique 76 qui forme une chambre émettrice 72 avec le cylindre émetteur 70 et une culasse émettrice 77 qui termine ledit cylindre 70, cependant que le profil de came 68 peut mouvoir le piston émetteur 69 en translation longitudinale dans le cylindre émetteur 70 lorsque la came d’injection 67 est mise en rotation par une source motrice 73. It is noted, particularly in Figures 3 to 6 and in Figure 12, that said piston 69 has - opposite the axial action face 75 - an axial hydraulic fluid emission face 76 which forms a emitter chamber 72 with the emitter cylinder 70 and an emitter cylinder head 77 which terminates said cylinder 70, while the cam profile 68 can move the emitter piston 69 in longitudinal translation in the emitter cylinder 70 when the injection cam 67 is activated. rotation by a motor source 73.
[0073] La source motrice 73 peut prendre la forme d’un moteur électrique, d’un moteur hy draulique, du vilebrequin d’un moteur à combustion interne 2, ou de tout autre source motrice 73 à laquelle la came d’injection 67 est reliée par tout type transmission qu’il s’agisse d’un arbre, d’une courroie crantée ou non, d’une chaîne, ou de pignons. The driving source 73 can take the form of an electric motor, a hydraulic motor, the crankshaft of an internal combustion engine 2, or any other driving source 73 to which the injection cam 67 is connected by any type of transmission whether it is a shaft, a toothed belt or not, a chain, or pinions.
[0074] On notera que si la came d’injection 67 est entraînée par le vilebrequin d’un moteur à combustion interne 2, elle peut être solidaire de l’arbre à cames dudit moteur 2, ou placé au bout de l’arbre central d’un compresseur d’air qui forme les moyens de mise en pression 10, ou recevoir une poulie propre qui est entraînée par la courroie de dis tribution dudit moteur 2. It will be noted that if the injection cam 67 is driven by the crankshaft of an internal combustion engine 2, it can be integral with the camshaft of said engine 2, or placed at the end of the central shaft of an air compressor which forms the pressurizing means 10, or receive a clean pulley which is driven by the distribution belt of said engine 2.
[0075] On voit, particulièrement en figure 1, que le système d’injection hydraulique à came 100 comprend au moins un conduit hydraulique d'action 78 qui relie la chambre émettrice 72 à la chambre réceptrice 71, ledit conduit 78, la chambre émettrice 72 et la chambre réceptrice 71 étant remplis d’un fluide hydraulique 60. We see, particularly in Figure 1, that the hydraulic cam injection system 100 comprises at least one hydraulic action conduit 78 which connects the emitting chamber 72 to the receiving chamber 71, said conduit 78, the emitting chamber 72 and the receiving chamber 71 being filled with hydraulic fluid 60.
[0076] Les figures 8, 9 et 11 illustrent qu’un ressort de rappel de piston récepteur 79 peut être prévu qui tend à rapprocher le piston récepteur 62 de la culasse réceptrice 74 ce qui a pour conséquence de tendre à maintenir la portée d’étanchéité de soupape 53 au contact avec le siège de soupape d’injection 55. Figures 8, 9 and 11 illustrate that a receiver piston return spring 79 can be provided which tends to bring the receiver piston 62 of the receiver cylinder head 74 which has the consequence of tending to maintain the range of valve seal 53 in contact with the injection valve seat 55.
[0077] Ledit ressort 79 peut par exemple être logé dans le cylindre récepteur 61 et/ou dans la buse d'injection tubulaire 54 et être hélicoïdal, formé d’un empilement de rondelles élastiques ou être de tout type connu de l’homme de l’art. On remarque qu’un ressort de rappel analogue peut tendre à rapprocher le piston émetteur 69 de la culasse émettrice 77. Said spring 79 may for example be housed in the receiving cylinder 61 and / or in the tubular injection nozzle 54 and be helical, formed of a stack of elastic washers or be of any type known to those skilled in the art. art. Note that a similar return spring may tend to bring the emitter piston 69 closer to the emitting cylinder head 77.
[0078] Comme l’illustre clairement la figure 2, le profil de came 68 peut comprendre au moins un secteur angulaire de levée 15 qui déplace le piston émetteur 69 lorsque ledit secteur 15 est au contact de la face axiale d’action 75 et que la came d’injection 67 est en rotation, et au moins un secteur angulaire de maintien 16 circulaire et centré sur l’axe de rotation de ladite came d’injection 67 qui immobilise le piston émetteur 69 lorsque ledit secteur 16 est au contact de la face axiale d’action 75 et ceci, malgré que la came d’injection 67 soit en rotation. As clearly illustrated in Figure 2, the cam profile 68 may include at least one angular lift sector 15 which moves the emitter piston 69 when said sector 15 is in contact with the axial action face 75 and that the injection cam 67 is rotating, and at least one angular retaining sector 16 circular and centered on the axis of rotation of said injection cam 67 which immobilizes the emitter piston 69 when said sector 16 is in contact with the axial action face 75 and this despite the injection cam 67 being in rotation.
[0079] On notera que l’écart de rayon du profil de came 68 entre celui trouvé au niveau du secteur angulaire de maintien 16 et celui maximal trouvé au niveau du secteur angulaire de levée 15 détermine la levée L produite par la came d’injection 67 au niveau du profil de came 68. Tenant compte d’éventuels bras de leviers mécaniques et/ ou hydrauliques, à ladite valeur L correspond une levée plus ou moins haute de la soupape d'injection 50. It will be noted that the difference in radius of the cam profile 68 between that found at the level of the angular holding sector 16 and that found at the level of the angular lift sector 15 determines the lift L produced by the injection cam 67 at the level of the cam profile 68. Taking into account any mechanical and / or hydraulic lever arms, said value L corresponds to a higher or lower lift of the injection valve 50.
[0080] A titre de variante de réalisation du système d’injection hydraulique à came 100 As an alternative embodiment of the hydraulic cam injection system 100
selon l’invention montrée en figure 1, en figures 3 à 6, et en figure 12, le profil de came 68 peut être maintenu en contact avec la face axiale d’action 75 par l’intermédiaire d’un culbuteur 80 qui prend directement ou indirectement appui sur un carter de came 81 dans lequel tourne la came d’injection 67. according to the invention shown in Figure 1, in Figures 3 to 6, and in Figure 12, the profile of cam 68 can be kept in contact with the axial action face 75 by means of a rocker arm 80 which bears directly or indirectly on a cam housing 81 in which the injection cam 67 rotates.
[0081] On note en figure 1, en figures 3 à 6, et en figure 12, qu’ avantageusement le It is noted in Figure 1, Figures 3 to 6, and Figure 12, that advantageously the
culbuteur 80 peut être maintenu en contact avec le profil de came 68 par rocker arm 80 can be kept in contact with the cam profile 68 by
l’intermédiaire d’un rouleau de linguet 86 connu en soi qui limite les pertes par frottement à l’interface entre ledit culbuteur 80 et ledit profil de came 68. through a latch roller 86 known per se which limits friction losses at the interface between said rocker arm 80 and said cam profile 68.
[0082] On note également en figure 1, en figures 3 à 6, et en figure 12, que selon un mode particulier de réalisation du système d’injection hydraulique à came 100 suivant l’invention, le culbuteur 80 peut être maintenu au contact soit du profil de came 68, soit de la face axiale d’action 75 par un ressort de rappel de culbuteur 14. It is also noted in Figure 1, in Figures 3 to 6, and in Figure 12, that according to a particular embodiment of the hydraulic cam injection system 100 according to the invention, the rocker arm 80 can be kept in contact. either of the cam profile 68 or of the axial action face 75 by a rocker arm return spring 14.
[0083] En outre, le culbuteur 80 peut coopérer avec des moyens de guidage non représentés aménagés dans le carter de came 81 de sorte que ledit culbuteur 80 ne puisse pas tourner autour d’un axe perpendiculaire à son axe de basculement opérationnel. [0083] In addition, the rocker arm 80 can cooperate with guide means, not shown, arranged in the cam housing 81 so that said rocker arm 80 cannot rotate about an axis perpendicular to its operational tilting axis.
[0084] En figure 1, en figures 3 à 6, et en figure 12, on notera que le culbuteur 80 peut In Figure 1, Figures 3 to 6, and Figure 12, it will be noted that the rocker 80 can
prendre appui sur le carter de came 81 par l’intermédiaire d’un point de basculement déplaçable 82 dont la position entre le profil de came 68 et la face axiale d’action 75 peut être modifiée par un actionneur de levée d’injecteur 83. resting on the cam housing 81 via a movable tipping point 82, the position of which between the cam profile 68 and the axial action face 75 can be changed by an injector lift actuator 83.
[0085] Comme on le déduit aisément de la figure 1, des figures 3 à 6, et de la figure 12, pour un même profil de came 68, la position du point de basculement déplaçable 82 détermine l’amplitude de déplacement de la face axiale d’action 75 et donc, la hauteur de levée de la soupape d’injection 50 par rapport au siège de soupape d’injection 55 avec lequel elle coopère. As can easily be deduced from Figure 1, Figures 3 to 6, and Figure 12, for the same cam profile 68, the position of the movable tipping point 82 determines the amplitude of displacement of the face axial action 75 and therefore the lift height of the injection valve 50 relative to the injection valve seat 55 with which it cooperates.
[0086] En conséquence, si la buse d'injection tubulaire 54 débouche dans un volume à As a result, if the tubular injection nozzle 54 opens into a volume at
pression constante, pour une vitesse de rotation donnée de la came d’injection 67 et pour une pression donnée du fluide injectable 58 dans le conduit d’alimentation en fluide injectable 66, plus la hauteur de levée de la soupape d’injection 50 est im portante, plus la quantité de fluide injectable 58 expulsée de la buse d'injection tubulaire 54 via le passage laissé entre la portée d’étanchéité de soupape 53 et le siège de soupape d’injection 55 est importante. constant pressure, for a given speed of rotation of the injection cam 67 and for a given pressure of the injectable fluid 58 in the injectable fluid supply duct 66, the greater the lift height of the injection valve 50 is im load, the greater the amount of injectable fluid 58 expelled from the tubular injection nozzle 54 via the passage left between the valve sealing face 53 and the injection valve seat 55.
[0087] La figure 1, les figures 3 à 6, et la figure 12 montrent qu’ avantageusement, le point de basculement déplaçable 82 peut être constitué d’un rouleau d’appui déplaçable 84 qui peut rouler ou glisser sur une piste de déplacement 85 aménagée dans le carter de came 81, ledit rouleau 84 coopérant avec une piste de basculement 87 aménagée au dos du culbuteur 80. [0087] Figure 1, Figures 3 to 6, and Figure 12 show that advantageously, the movable tipping point 82 may consist of a movable support roller 84 which can roll or slide on a displacement track 85 arranged in the cam housing 81, said roller 84 cooperating with a tilting track 87 arranged at the back of the rocker arm 80.
[0088] On constate en figure 1, en figures 3 à 6, et en figure 12, qu’ avantageusement, le culbuteur 80 peut s’articuler autour d’une rotule 88 solidaire de la face axiale d’action 75. A titre de raffinement, le rouleau de linguet 86 peut présenter une forme extérieure en tonneau. Selon cette configuration particulière, la piste de déplacement 85 et la piste de basculement 87 peuvent être parfaitement plates et le rouleau d’appui déplaçable 84 parfaitement cylindrique. Cette configuration non-limitative permet d’éviter toute relation hyperstatique entre les différentes pièces 84, 85, 86, 87 qui viennent d’être énumérées, tout en évitant d’avoir à réaliser un profil de came 68 dont la surface axiale externe est bombée. It can be seen in Figure 1, Figures 3 to 6, and Figure 12, that advantageously, the rocker arm 80 can be articulated around a ball 88 integral with the axial action face 75. As a refinement, the latch roller 86 may have an outer shape in barrel. According to this particular configuration, the displacement track 85 and the tilting track 87 can be perfectly flat and the displaceable support roller 84 can be perfectly cylindrical. This non-limiting configuration makes it possible to avoid any hyperstatic relationship between the various parts 84, 85, 86, 87 which have just been listed, while avoiding having to produce a cam profile 68 whose outer axial surface is curved. .
[0089] La figure 6 montre clairement que le rouleau d’appui déplaçable 84 peut recevoir à chacune de ses extrémités un pignon d’orientation 89, lesdits pignons 89 étant so lidaires en rotation, tandis que chaque dit pignon 89 coopère avec une crémaillère d’orientation 90 solidaire du carter de came 81. FIG. 6 clearly shows that the movable support roller 84 can receive at each of its ends an orientation pinion 89, said pinions 89 being so lidaires in rotation, while each said pinion 89 cooperates with a rack d 'orientation 90 integral with the cam housing 81.
[0090] Cette configuration particulière permet de garder le rouleau d’appui déplaçable 84 perpendiculaire à la piste de déplacement 85 avec laquelle il coopère, et ceci quelle que soit la position dudit rouleau 84 par rapport à ladite piste 85. This particular configuration makes it possible to keep the movable support roller 84 perpendicular to the displacement track 85 with which it cooperates, and this regardless of the position of said roller 84 relative to said track 85.
[0091] La figure 6 montre également clairement que le rouleau d’appui déplaçable 84 peut recevoir une roue de vis sans fin 91 qui coopère avec une vis sans fin 92 dont la position axiale est fixe par rapport au carter de came 81. En ce cas, ladite vis 92 peut être entraînée en rotation par l’actionneur de levée d’injecteur 83 qui peut être, comme le montrent la figure 1 et les figures 3 à 6, un moteur électrique pas-à-pas 93 assorti ou non d’un réducteur de quelque type que ce soit et piloté par un calculateur ECU. Figure 6 also clearly shows that the movable support roller 84 can receive a worm wheel 91 which cooperates with a worm 92 whose axial position is fixed relative to the cam housing 81. In this case, said screw 92 can be rotated by the injector lift actuator 83 which can be, as shown in Figure 1 and Figures 3 to 6, an electric stepper motor 93 matched or not with 'a reduction gear of any type and controlled by an ECU computer.
[0092] On notera que le moteur électrique pas-à-pas 93 tout comme n’importe quel ac- tionneur de levée d’injecteur 83 peut être relié à la vis sans fin 92 directement ou par l’intermédiaire d’une transmission par courroie, chaîne, pignons, ou de tout type connu de l’homme de l’art. It will be noted that the step-by-step electric motor 93, just like any injector lift actuator 83, can be connected to the worm 92 directly or by means of a transmission by belt, chain, pinions, or any type known to those skilled in the art.
[0093] Ainsi, quand l’actionneur de levée d’injecteur 83 fait tourner la vis sans fin 92, le rouleau d’appui déplaçable 84 se déplace par rapport à la piste de déplacement 85 avec laquelle il coopère ce qui a pour conséquence de déplacer la position du point de bas culement déplaçable 82 par rapport au carter de came 81. Ceci permet de régler la quantité de fluide injectable 58 expulsée de la buse d'injection tubulaire 54. Thus, when the injector lift actuator 83 rotates the worm 92, the movable support roller 84 moves relative to the displacement track 85 with which it cooperates, which has the consequence of moving the position of the movable bottom point 82 relative to the cam housing 81. This adjusts the amount of injectable fluid 58 expelled from the tubular injection nozzle 54.
[0094] On remarquera qu’un même rouleau d’appui déplaçable 84 peut coopérer avec It will be noted that the same movable support roller 84 can cooperate with
plusieurs culbuteurs 80 pour en faire varier simultanément le bras de levier, de même qu’un même moteur électrique pas-à-pas 93 peut mouvoir plusieurs rouleaux d’appui déplaçable 84. several rocker arms 80 to simultaneously vary the lever arm, just as a single electric stepper motor 93 can move several movable support rollers 84.
[0095] A titre d’alternative montrée en figure 12, le rouleau d’appui déplaçable 84 peut recevoir un taraudage dans lequel l’actionneur de levée d’injecteur 83 peut faire tourner une vis de déplacement 17 qui est solidaire en position du carter de came 81 mais libre de tourner autour de son axe longitudinal, ce qui a pour effet de faire glisser le rouleau d’appui déplaçable 84 sur la piste de déplacement 85. As an alternative shown in Figure 12, the movable support roller 84 can receive a thread in which the injector lift actuator 83 can rotate a displacement screw 17 which is integral in position of the housing cam 81 but free to rotate around its longitudinal axis, which has the effect of sliding the movable support roller 84 on the displacement track 85.
[0096] En figure 1, on a montré qu’un déphaseur de came d’injection 96 peut s’interposer entre la came d’injection 67 et la source motrice 73, ledit déphaseur 96 permettant d’avancer ou de retarder angulairement par rapport à la source motrice 73 le mouvement qu’imprime la came d’injection 67 au piston émetteur 69, par exemple lorsque ladite source 73 est constituée du vilebrequin d’un moteur à moteur à combustion interne 2. In Figure 1, it has been shown that an injection cam phase shifter 96 can be interposed between the injection cam 67 and the driving source 73, said phase shifter 96 making it possible to advance or angularly delay with respect to the driving source 73 the movement which the injection cam 67 impresses on the emitting piston 69, for example when said source 73 consists of the crankshaft of an engine with an internal combustion engine 2.
[0097] On notera que le principe du déphaseur de came d’injection 96 peut être similaire à celui des déphaseurs d’arbre à cames hydrauliques ou électriques des moteurs à combustion interne automobiles. Note that the principle of the injection cam phase shifter 96 may be similar to that of hydraulic or electric camshaft phase shifters in automotive internal combustion engines.
[0098] En figure 10, on a montré que l’extrémité de la buse d'injection tubulaire 54 qui se termine par le siège de soupape d’injection 55 peut être coiffée d’un diffuseur à trous 94 qui force le fluide injectable 58 expulsé de la buse d'injection tubulaire 54 via le passage laissé entre la portée d’étanchéité de soupape 53 et le siège de soupape d’injection 55 à passer par un ou plusieurs orifices d’éjection 95 de sorte à créer des jets de fluide injectable 58. In Figure 10, it has been shown that the end of the tubular injection nozzle 54 which ends with the injection valve seat 55 can be capped with a hole diffuser 94 which forces the injectable fluid 58 expelled from the tubular injection nozzle 54 via the passage left between the valve sealing face 53 and the injection valve seat 55 to pass through one or more ejection ports 95 so as to create jets of fluid injectable 58.
[0099] Selon cette variante du système d’injection hydraulique à came 100 selon l’invention, une partie au moins de la paroi interne du diffuseur à trous 94 peut être cylindrique et laisser un faible jeu entre elle-même et la surface périphérique externe de la tulipe 52 de sorte que ledit diffuseur 94 forme les moyens de guidage perméables 56. According to this variant of the hydraulic cam injection system 100 according to the invention, at least part of the internal wall of the diffuser with holes 94 can be cylindrical and leave a small clearance between itself and the external peripheral surface. of the tulip 52 so that said diffuser 94 forms the permeable guide means 56.
[0100] Enfin, la figure 1 montre qu’une pompe de gavage 7 peut être prévue qui tend à in troduire du fluide hydraulique 60 dans le conduit hydraulique d'action 78 via un clapet anti-retour de gavage 8, ledit fluide hydraulique 60 provenant d’une bâche à fluide hy draulique 11. [0100] Finally, FIG. 1 shows that a booster pump 7 can be provided which tends to introduce hydraulic fluid 60 into the hydraulic action duct 78 via a booster check valve 8, said hydraulic fluid 60 from a hydraulic fluid tank 11.
[0101] On note que selon un mode particulier de réalisation du système d’injection hy [0101] It is noted that according to a particular embodiment of the injection system hy
draulique à came 100 selon l’invention, la pompe de gavage 7 peut être constituée de la pompe de graissage d’un moteur à combustion interne 2 tandis que la bâche à fluide hydraulique 11 est constituée du carter d’huile dudit moteur 2. On note d’ailleurs que le conduit hydraulique d'action 78 peut comporter un limiteur de pression et des dis positifs de purge connus en soi. hydraulic cam 100 according to the invention, the booster pump 7 may consist of the lubricating pump of an internal combustion engine 2 while the hydraulic fluid tank 11 consists of the oil pan of said engine 2. On note moreover that the hydraulic action conduit 78 may include a pressure limiter and purge devices known per se.
[0102] Comme le montre la figure 11, on remarque que le système d’injection hydraulique à came 100 suivant l’invention peut recevoir au moins un orifice de drainage 97 qui est relié à un conduit de drainage 99 et qui débouche dans le cylindre récepteur 61. On comprend qu’en ce cas, la face axiale côté fluide injectable 63 et la face axiale côté fluide hydraulique 64 restent toujours axialement positionnées de part et d’autre dudit orifice 97 quelle que soit la position du piston récepteur 62. As shown in Figure 11, it is noted that the hydraulic cam injection system 100 according to the invention can receive at least one drainage orifice 97 which is connected to a drainage duct 99 and which opens into the cylinder. receiver 61. It is understood that in this case, the axial face on the injectable fluid side 63 and the axial face on the hydraulic fluid side 64 always remain axially positioned on either side of said orifice 97 regardless of the position of the receiver piston 62.
[0103] Selon cette configuration particulière, le piston récepteur 62 comporte une gorge de drainage 98 qui communique avec l’orifice de drainage 97, ladite gorge 98 collectant d’une part, du fluide injectable 58 fuyant entre le piston récepteur 62 et le cylindre récepteur 61 depuis la face axiale côté fluide injectable 63 et d’autre part, du fluide hy- draulique 60 et/ou de l’air fuyant entre ledit piston 62 et ledit cylindre 61 depuis la face axiale côté fluide hydraulique 64, de sorte que ledit fluide injectable 58, ledit fluide hy draulique 60 et/ou ledit l’air puisse être évacués via le conduit de drainage 99. [0103] According to this particular configuration, the receiving piston 62 comprises a drainage groove 98 which communicates with the drainage orifice 97, said groove 98 collecting, on the one hand, injectable fluid 58 leaking between the receiving piston 62 and the cylinder. receiver 61 from the axial face on the injectable fluid side 63 and, on the other hand, of the hy- fluid 60 and / or air leaking between said piston 62 and said cylinder 61 from the hydraulic fluid side axial face 64, so that said injectable fluid 58, said hydraulic fluid 60 and / or said air can be exhausted via the drainage pipe 99.
[0104] On note que la gorge de drainage 98, l’orifice de drainage 97 et le conduit de [0104] It is noted that the drainage groove 98, the drainage orifice 97 and the
drainage 99 purgent ainsi en permanence le conduit hydraulique d'action 78 de tout air préjudiciable au bon fonctionnement du système d’injection hydraulique à came 100 selon l’invention. drainage 99 thus permanently purge the hydraulic action conduit 78 of any air prejudicial to the proper functioning of the hydraulic cam injection system 100 according to the invention.
[0105] En figure 11, on remarque que le piston récepteur 62 peut être constitué d’un premier corps qui reçoit la face axiale côté fluide injectable 63 et qui est solidaire de la queue de soupape 51, et d’un deuxième corps solidaire ou non dudit premier corps et qui reçoit la face axiale côté fluide hydraulique 64, un épaulement externe 20 aménagé sur l’un, l’autre ou les deux dits corps formant la gorge de drainage 98. In Figure 11, it can be seen that the receiving piston 62 may consist of a first body which receives the axial face on the injectable fluid side 63 and which is integral with the valve stem 51, and of a second integral body or not of said first body and which receives the axial face on the hydraulic fluid side 64, an external shoulder 20 arranged on one, the other or both of said bodies forming the drainage groove 98.
[0106] On note en figure 12 que la plage maximale de déplacement du point de basculement déplaçable 82 entre le profil de came 68 et la face axiale d’action 75 peut avanta geusement être déterminée par au moins une butée de bout de course 19 qui constitue entre autre une position géométrique de référence que peut utiliser l’actionneur de levée d’injecteur 83 pour recaler la position du point de basculement déplaçable 82, et régler la juste quantité de fluide injectable 58 expulsée de la buse d'injection tubulaire 54 via le passage laissé entre la portée d’étanchéité de soupape 53 et le siège de soupape d’injection 55. [0106] It is noted in FIG. 12 that the maximum range of displacement of the movable tilting point 82 between the cam profile 68 and the axial action face 75 can advantageously be determined by at least one end stop 19 which constitutes among other things a geometric reference position that can be used by the injector lift actuator 83 to reset the position of the movable tilting point 82, and to adjust the correct quantity of injectable fluid 58 expelled from the tubular injection nozzle 54 via the passage left between the valve sealing face 53 and the injection valve seat 55.
[0107] La figure 12 illustre également que la piste de déplacement 85 peut être rendue [0107] FIG. 12 also illustrates that the displacement track 85 can be made
solidaire du carter de came 81 par l’intermédiaire d’au moins une rotule d’orientation de piste 18 qui permet à ladite piste 85 de se conformer à l’orientation du culbuteur 80, ladite orientation étant imposée par l’environnement géométrique dudit du culbuteur 80. secured to the cam housing 81 via at least one track orientation ball 18 which allows said track 85 to conform to the orientation of the rocker arm 80, said orientation being imposed by the geometric environment of said rocker 80.
[0108] On remarque, toujours en Figure 12, que selon une variante de réalisation du système d’injection hydraulique à came 100 suivant l’invention, la position axiale de la rotule d’orientation de piste 18 dans le carter de came 81 peut être réglée au moyen d’une vis de réglage 21. It is noted, still in Figure 12, that according to an alternative embodiment of the hydraulic cam injection system 100 according to the invention, the axial position of the track orientation ball 18 in the cam housing 81 can be adjusted by means of an adjusting screw 21.
[0109] FONCTIONNEMENT DE L’INVENTION : [0109] OPERATION OF THE INVENTION:
[0110] Le fonctionnement du système d’injection hydraulique à came 100 selon l’invention se comprend aisément à la vue des figures 1 à 12. [0110] The operation of the hydraulic cam injection system 100 according to the invention is easily understood from the view of Figures 1 to 12.
[0111] Pour détailler le fonctionnement dudit système 100, nous l’appliquons ici à la [0111] To detail the operation of said system 100, we apply it here to the
préchambre d’allumage à clapet qui a fait l’objet de la demande de brevet français N° FR 17 50264, ladite préchambre recevant d’une part, le dispositif de rappel magnétique de clapet objet de la demande de brevet français N° 18 58111, et d’autre part, l’insert d’allumage à préchambre active objet de la demande de brevet français N° 1904961. valve ignition prechamber which was the subject of French patent application N ° FR 17 50264, said prechamber receiving on the one hand, the valve magnetic return device which is the subject of French patent application N ° 18 58111 , and on the other hand, the ignition insert with active prechamber which is the subject of French patent application No. 1904961.
[0112] Les figures 1 et 11 montrent le système d’injection hydraulique à came 100 qui selon cet exemple non-limitatif équipe un moteur à combustion interne 2 lequel comprend notamment un cylindre 4 coiffé d’une culasse 3, ledit cylindre 4 et ladite culasse 3 formant, avec un piston 31, une chambre de combustion 5. [0112] Figures 1 and 11 show the hydraulic cam injection system 100 which according to this non-limiting example is fitted to an internal combustion engine 2 which comprises in particular a cylinder 4 topped with a cylinder head 3, said cylinder 4 and said cylinder head 3 forming, with a piston 31, a combustion chamber 5.
[0113] Sur les figures let 11, on remarque la préchambre d’allumage à clapet 1 aménagée dans un insert d’allumage à préchambre active 6 logé dans la culasse 3. On remarque aussi sur lesdites figures 1 et 11 que la buse d'injection tubulaire 54 et la soupape d'injection 50 débouchent dans la préchambre d’allumage à clapet 1 pour pouvoir y in troduire un fluide injectable 58 qui, selon cet exemple, est constitué d’un mélange AF d’air et d’essence facilement inflammable. In Figures let 11, we note the valve ignition prechamber 1 arranged in an active prechamber ignition insert 6 housed in the cylinder head 3. It is also noted in said Figures 1 and 11 that the nozzle of tubular injection 54 and the injection valve 50 open into the valve ignition prechamber 1 in order to be able to introduce therein an injectable fluid 58 which, according to this example, consists of an AF mixture of air and gasoline easily flammable.
[0114] Ledit mélange AF forme une charge pilote 9 qui est destinée à être mise à feu par une bougie d’allumage 12 qui débouche dans la préchambre d’allumage à clapet 1. Une fois mise à feu, ladite charge pilote 9 sera éjectée via des orifices d’éjection des gaz 24 dans la chambre de combustion 5, sous la forme de torches de gaz à haute température. Lesdites torches sont prévues pour allumer une charge principale 30 que contient ladite chambre de combustion 5. [0114] Said AF mixture forms a pilot charge 9 which is intended to be ignited by an ignition plug 12 which opens into the valve ignition prechamber 1. Once fired, said pilot charge 9 will be ejected. via gas ejection orifices 24 in the combustion chamber 5, in the form of high temperature gas torches. Said torches are intended to ignite a main charge 30 contained in said combustion chamber 5.
[0115] Sur les figures 1 et 11, on remarque que la préchambre d’allumage à clapet 1 et la chambre de combustion 5 sont séparées par un clapet 13 qui est rappelé sur son siège par un aimant permanent 49 qui fait partie du dispositif de rappel magnétique de clapet 42 tel que décrit dans la demande de brevet français N° 18 58111 appartenant au demandeur. Ledit clapet 13 permet aux gaz contenus dans la préchambre d’allumage à clapet 1 d’aller dans la chambre de combustion 5 mais il interdit aux gaz que contient ladite chambre 5 d’entrer dans la préchambre d’allumage à clapet 1. In Figures 1 and 11, it can be seen that the valve ignition prechamber 1 and the combustion chamber 5 are separated by a valve 13 which is returned to its seat by a permanent magnet 49 which is part of the control device. magnetic return valve 42 as described in French patent application No. 18 58111 belonging to the applicant. Said valve 13 allows the gases contained in the valve pre-ignition chamber 1 to enter the combustion chamber 5, but it prevents the gases contained in said chamber 5 from entering the valve ignition pre-chamber 1.
[0116] Quand il est fermé, le clapet 13 fait de la préchambre d’allumage à clapet 1 un [0116] When it is closed, the valve 13 turns the valve ignition prechamber 1 into a
volume clos dans lequel régnent une pression et une température plus basses que celles régnant dans la chambre de combustion 5. Ceci écarte tout risque d’auto-inflammation de la charge pilote 9 dans ladite préchambre 1. closed volume in which a lower pressure and temperature prevail than those prevailing in the combustion chamber 5. This eliminates any risk of self-ignition of the pilot charge 9 in said prechamber 1.
[0117] Le clapet 13 étant fermé, la buse d'injection tubulaire 54 peut injecter dans la [0117] The valve 13 being closed, the tubular injection nozzle 54 can inject into the
préchambre d’allumage à clapet 1 la charge pilote 9 facilement inflammable nécessaire sans risque de mélanger cette dernière avec la charge principale 30 qui, étant au contraire difficilement inflammable, doit être portée à une pression et une température plus élevée pour en permettre et en favoriser l’inflammation. valve pre-ignition chamber 1 the easily flammable pilot charge 9 necessary without risk of mixing the latter with the main charge 30 which, on the contrary being hardly flammable, must be brought to a higher pressure and temperature to allow and promote it inflammation.
[0118] On remarque que la configuration particulière montrée en figures 1 et 11 de la [0118] It is noted that the particular configuration shown in Figures 1 and 11 of the
culasse 3 et de l’insert d’allumage à préchambre active 6 nécessite une buse d'injection tubulaire 54 de grande longueur. Cette dernière est incompatible avec les contraintes technologiques et de réalisation des injecteurs compacts et économiques usuellement mis en œuvre en automobile. Toutefois, ladite grande longueur ne pose pas de problème particulier si l’on recourt au système d’injection hydraulique à came 100 selon l’invention. [0119] Nous ferons ici l’hypothèse que la pression du fluide injectable 58 fourni à la buse d'injection tubulaire 54 par les moyens de mise en pression 10 est de cinquante bars. Cette pression ne doit pas être dépassée car le fluide injectable 58 est constitué d’un mélange gazeux d’air et d’essence AF. En effet, le fluide injectable 58 est maintenu une la température de cent degrés Celsius. Ladite température est imposée par l’eau qui circule dans les chambres d'eau de refroidissement 41 de la culasse 3 du moteur à combustion interne 2. Or, si à une telle température la pression du fluide injectable 58 dépassait cinquante bars, une partie de l’essence constituant le mélange gazeux AF condenserait inévitablement. cylinder head 3 and the active prechamber ignition insert 6 requires a tubular injection nozzle 54 of great length. The latter is incompatible with the technological and manufacturing constraints of compact and economical injectors usually used in automobiles. However, said great length does not pose any particular problem if recourse is had to the hydraulic cam injection system 100 according to the invention. We will here make the assumption that the pressure of the injectable fluid 58 supplied to the tubular injection nozzle 54 by the pressurizing means 10 is fifty bars. This pressure must not be exceeded because the injectable fluid 58 consists of a gaseous mixture of air and AF gasoline. In fact, the injectable fluid 58 is maintained at a temperature of one hundred degrees Celsius. Said temperature is imposed by the water which circulates in the cooling water chambers 41 of the cylinder head 3 of the internal combustion engine 2. However, if at such a temperature the pressure of the injectable fluid 58 exceeded fifty bars, a part of the gasoline constituting the gas mixture AF would inevitably condense.
[0120] Rappelons que la buse d'injection tubulaire 54 injecte le fluide injectable 58 dans la préchambre d’allumage à clapet 1 pour former la charge pilote 9 durant la course de compression du moteur à combustion interne 2, ceci en prenant garde à ce que la pression dans ladite préchambre 1 reste toujours inférieure à la pression dans la chambre de combustion 5. [0120] Recall that the tubular injection nozzle 54 injects the injectable fluid 58 into the valve ignition prechamber 1 to form the pilot charge 9 during the compression stroke of the internal combustion engine 2, while taking care that that the pressure in said prechamber 1 always remains lower than the pressure in combustion chamber 5.
[0121] Cette contrainte conduit à une durée d’injection de la charge pilote 9 limitée par exemple à quarante degrés de vilebrequin du moteur à combustion interne 2. [0121] This constraint leads to an injection time of the pilot charge 9 limited, for example, to forty degrees of crankshaft of the internal combustion engine 2.
[0122] Les contraintes de longueur, de température et de pression qui viennent d’être [0122] The length, temperature and pressure constraints which have just been
décrites donnent tout son intérêt au système d’injection hydraulique à came 100 selon l’invention. En effet, ledit système 100 permet de réaliser une buse d'injection tubulaire 54 longue et peu encombrante, capable d’injecter en moins de quarante degrés de vi lebrequin la charge pilote 9 nécessaire dans la préchambre d’allumage à clapet 1, ceci malgré une pression amont du fluide injectable 58 limitée à cinquante bars du fait de sa température limitée à cent degrés Celsius. described give full advantage to the hydraulic cam injection system 100 according to the invention. In fact, said system 100 makes it possible to produce a long and compact tubular injection nozzle 54, capable of injecting in less than forty degrees of shaft the pilot charge 9 required in the valve ignition prechamber 1, this despite an upstream pressure of the injectable fluid 58 limited to fifty bars due to its temperature limited to one hundred degrees Celsius.
[0123] Pour atteindre ce résultat, on remarque en figures 8et 11 que la section exposée à la pression du fluide injectable 58 de la face axiale côté fluide injectable 63 du piston récepteur 62 est prévue plus grande que la section qu’expose la tulipe 52 de la soupape d'injection 50 à ladite pression lorsque ladite soupape 50 repose sur le siège de soupape d'injection 55 avec lequel elle coopère. To achieve this result, it is noted in Figures 8 and 11 that the section exposed to the pressure of the injectable fluid 58 of the axial face of the injectable fluid side 63 of the receiving piston 62 is provided larger than the section exposed by the tulip 52 of the injection valve 50 at said pressure when said valve 50 rests on the injection valve seat 55 with which it cooperates.
[0124] En conséquence, la pression qui règne dans la buse d'injection tubulaire 54 tend à plaquer la portée d’étanchéité de soupape 53 sur le siège de soupape d'injection 55, et à maintenir la soupape d'injection 50 fermée, aidée en cela par le ressort de rappel de piston récepteur 79. Cet effort de rappel important produit par la pression du fluide in jectable 58 permet d’éviter de recourir à un ressort de rappel de piston récepteur 79 de forte puissance qui serait lourd et encombrant. [0124] Consequently, the pressure which prevails in the tubular injection nozzle 54 tends to press the valve sealing surface 53 on the injection valve seat 55, and to keep the injection valve 50 closed, aided in this by the receiver piston return spring 79. This significant return force produced by the pressure of the injectable fluid 58 makes it possible to avoid having to resort to a high power receiver piston return spring 79 which would be heavy and bulky .
[0125] On supposera, en relation avec la figure 1, que la pompe de gavage 7 qui alimente le conduit hydraulique d'action 78 en fluide hydraulique 60 via le clapet anti-retour de gavage 8 n’est autre que la pompe de graissage du moteur à combustion interne 2 tandis que la bâche à fluide hydraulique 11 est constituée du carter d’huile dudit moteur 2. It will be assumed, in relation to FIG. 1, that the booster pump 7 which supplies the hydraulic action conduit 78 with hydraulic fluid 60 via the booster non-return valve 8 is none other than the greasing pump of the internal combustion engine 2 while the hydraulic fluid tank 11 consists of the oil sump of said engine 2.
[0126] Dans ce contexte, avantageusement, l’effort que produit le ressort de rappel de piston récepteur 79 est prévu sensiblement supérieur à l’effort que produit la pression générée par la pompe de graissage du moteur à combustion interne 2 sur le piston récepteur 62. [0126] In this context, advantageously, the force produced by the return spring of the receiver piston 79 is expected to be substantially greater than the force produced by the pressure generated by the lubricating pump of the internal combustion engine 2 on the receiver piston. 62.
[0127] On remarque également en figures 1 et 11 que le conduit d’alimentation en fluide in jectable 66 est ici aménagé directement dans la fonderie de la culasse 3 tandis que la came d’injection 67 est entraînée par l’arbre à cames du moteur à combustion interne 2. [0127] It is also noted in Figures 1 and 11 that the injectable fluid supply pipe 66 is here arranged directly in the foundry of the cylinder head 3 while the injection cam 67 is driven by the camshaft of the cylinder head. internal combustion engine 2.
[0128] On supposera ici que, comme montré en figure 1, en figures 3 à 6, et en figure 12, le profil de came 68 de la came d’injection 67 est maintenu en contact avec la face axiale d’action 75 du piston émetteur 69 par l’intermédiaire d’un culbuteur 80, ce dernier étant maintenu en contact avec le profil de came 68 par l’intermédiaire d’un rouleau de linguet 86. [0128] It will be assumed here that, as shown in FIG. 1, in FIGS. 3 to 6, and in FIG. 12, the cam profile 68 of the injection cam 67 is maintained in contact with the axial action face 75 of the transmitter piston 69 via a rocker arm 80, the latter being maintained in contact with the cam profile 68 by means of a pawl roller 86.
[0129] Comme illustré en figure 1, en figures 3 à 6, et en figure 12, on supposera également que le culbuteur 80 prend appui sur le carter de came 81 par l’intermédiaire d’un rouleau d’appui déplaçable 84 qui peut rouler ou glisser sur une piste de déplacement 85 aménagée dans le carter de came 81, ledit rouleau 84 coopérant avec une piste de basculement 87 aménagée au dos du culbuteur 80. As illustrated in FIG. 1, in FIGS. 3 to 6, and in FIG. 12, it will also be assumed that the rocker arm 80 bears on the cam housing 81 by means of a movable support roller 84 which can roll or slide on a displacement track 85 provided in the cam housing 81, said roller 84 cooperating with a tilting track 87 provided on the back of the rocker arm 80.
[0130] En figures 1, en figures 3 à 6, et en figure 12, on remarque qu’ avantageusement la piste de déplacement 85 est parfaitement perpendiculaire à l’axe du piston émetteur 69. En outre, en figures 1, 3, 5, 6 et 12, on remarque que lorsque le rouleau de linguet 86 est au contact du secteur angulaire de maintien 16 et que le piston émetteur 69 pousse sur le culbuteur 80 via sa face axiale d’action 75 pour plaquer ledit culbuteur 80 sur la piste de déplacement 85 via le rouleau d’appui déplaçable 84, la piste de basculement 87 dudit culbuteur 80 reste parallèle à la piste de déplacement 85 quelle que soit la position du rouleau d’appui déplaçable 84. [0130] In FIGS. 1, in FIGS. 3 to 6, and in FIG. 12, it can be noted that the displacement track 85 is advantageously perfectly perpendicular to the axis of the emitter piston 69. In addition, in FIGS. 1, 3, 5 , 6 and 12, it is noted that when the pawl roller 86 is in contact with the angular holding sector 16 and that the emitter piston 69 pushes on the rocker arm 80 via its axial action face 75 to press said rocker arm 80 on the track displacement 85 via the displaceable support roller 84, the tilting track 87 of said rocker arm 80 remains parallel to the displacement track 85 whatever the position of the displaceable support roller 84.
[0131] On note à ce titre qu’il est possible de prévoir un dispositif de réglage à vis ou à came ou à tout autre moyen de réglage qui permet de régler la perpendicularité de la piste de déplacement 85 par rapport à l’axe du piston émetteur 69 et/ou l’éloignement de la piste de déplacement 85 par rapport à la came d’injection 67 selon un axe parallèle à celui du piston émetteur 69. On remarque en figure 12 que ledit dispositif de réglage peut prendre la forme de vis de réglage 21. [0131] In this respect, it is noted that it is possible to provide a screw or cam adjustment device or any other adjustment means which makes it possible to adjust the perpendicularity of the displacement track 85 with respect to the axis of the emitter piston 69 and / or the distance of the displacement track 85 relative to the injection cam 67 along an axis parallel to that of the emitter piston 69. It is noted in FIG. 12 that said adjustment device can take the form of adjusting screw 21.
[0132] Pour contrer toute imprécision des réglages qui viennent d’être décrits, on peut avan tageusement prévoir qu’un peu de fluide hydraulique 60 s’échappe directement ou in directement du conduit hydraulique d'action 78 à chaque cycle d’ouverture de la soupape d'injection 50. Ceci peut s’opérer par exemple via le piston émetteur 69 dont l’étanchéité est imparfaite, ou via un ajutage de très petite section placé en un point quelconque du circuit qui relie la chambre émettrice 72 à la chambre réceptrice 71, ledit ajutage laissant s’échapper un peu de fluide hydraulique 60 qui retourne à la bâche à fluide hydraulique 11. To counter any imprecision in the settings which have just been described, it is advantageously possible to provide that a little hydraulic fluid 60 escapes directly or in directly from the hydraulic action conduit 78 on each opening cycle of the injection valve 50. This can take place for example via the emitter piston 69, the sealing of which is imperfect, or via a nozzle of very small section placed at any point of the circuit which connects the emitting chamber 72 to the chamber receiver 71, said nozzle letting some hydraulic fluid 60 escape which returns to the hydraulic fluid tank 11.
[0133] On remarque, particulièrement en figure 6, que le rouleau d’appui déplaçable 84 reçoit à chacune de ses extrémités un pignon d’orientation 89, lesdits pignons 89 étant solidaires en rotation, tandis que chaque dit pignon 89 coopère avec une crémaillère d’orientation 90 solidaire du carter de came 81. Note, particularly in Figure 6, that the movable support roller 84 receives at each of its ends an orientation pinion 89, said pinions 89 being integral in rotation, while each said pinion 89 cooperates with a rack orientation 90 integral with the cam housing 81.
[0134] On remarque aussi que le rouleau d’appui déplaçable 84 reçoit une roue de vis sans fin 91 qui coopère avec une vis sans fin 92 dont la position axiale est fixe par rapport au carter de came 81, ladite vis 92 étant entraînée en rotation par l’actionneur de levée d’injecteur 83 qui, selon cet exemple non-limitatif, est constitué d’un moteur électrique pas-à-pas 93. [0134] It is also noted that the movable support roller 84 receives a worm wheel 91 which cooperates with a worm 92 whose axial position is fixed relative to the cam housing 81, said screw 92 being driven in rotation by the injector lift actuator 83 which, according to this non-limiting example, consists of an electric step-by-step motor 93.
[0135] On notera qu’ avantageusement, le diamètre du cercle primitif des pignons [0135] Note that advantageously, the diameter of the pitch circle of the pinions
d’orientation 89 et celui de la roue de vis sans fin 91 sont identiques, ce qui n’exclut pas la possibilité qu’ils soient différents. orientation 89 and that of the worm wheel 91 are identical, which does not exclude the possibility that they are different.
[0136] Ainsi, quand le moteur électrique pas-à-pas 93 fait tourner la vis sans fin 92, le [0136] Thus, when the electric stepper motor 93 rotates the worm 92, the
rouleau d’appui déplaçable 84 se déplace par rapport à la piste de déplacement 85 avec laquelle il coopère ce qui a pour conséquence de déplacer la position du point de bas culement déplaçable 82 par rapport au carter de came 81. The movable support roller 84 moves relative to the travel track 85 with which it cooperates which results in the displacement of the position of the movable bottom point 82 relative to the cam housing 81.
[0137] Ceci permet de régler la quantité de fluide injectable 58 expulsée de la buse [0137] This makes it possible to adjust the amount of injectable fluid 58 expelled from the nozzle.
d'injection tubulaire 54 vers la préchambre d’allumage à clapet 1. tubular injection 54 to the valve ignition prechamber 1.
[0138] Lorsque le moteur à combustion interne 2 tourne, la soupape d'injection 50 est par exemple d’abord maintenue fermée par le piston récepteur 62 du fait de la pression qui règne dans la buse d'injection tubulaire et, dans une moindre mesure, par le ressort de rappel de piston récepteur 79. Cette situation est illustrée en figures 1 et 11, et résulte par exemple de l’une quelconque des positions angulaires de la came d’injection 67 montrées en figures 1, 3, 5 ou 6. [0138] When the internal combustion engine 2 is running, the injection valve 50 is for example first kept closed by the receiving piston 62 due to the pressure which prevails in the tubular injection nozzle and, to a lesser extent. measurement, by the return spring of the receiving piston 79. This situation is illustrated in Figures 1 and 11, and results for example from any one of the angular positions of the injection cam 67 shown in Figures 1, 3, 5 or 6.
[0139] Comme le montre la figure 4, le moteur à combustion interne 2 continuant à tourner, le profil de came 68 pousse sur le culbuteur 80. Ce dernier bascule et déplace le piston émetteur 69 qui, en retour, force du fluide hydraulique 60 à passer de la chambre émettrice 72 à la chambre réceptrice 71. Ceci a pour effet de déplacer le piston récepteur 62 et d’éloigner la portée d’étanchéité de soupape 53 du siège de soupape d'injection 55, ce qui a pour conséquence de transvaser du fluide injectable 58 depuis la buse d'injection tubulaire 54 vers la préchambre d’allumage à clapet 1. [0139] As shown in Figure 4, the internal combustion engine 2 continuing to rotate, the cam profile 68 pushes on the rocker arm 80. The latter rocks and moves the emitter piston 69 which, in return, forces the hydraulic fluid 60 to pass from the emitting chamber 72 to the receiving chamber 71. This has the effect of moving the receiving piston 62 and moving the valve sealing face 53 away from the injection valve seat 55, which has the effect of transfer injectable fluid 58 from the tubular injection nozzle 54 to the valve ignition prechamber 1.
[0140] La figure 5 montre quant à elle que pour régler la hauteur de levée de la soupape d'injection 50, le moteur électrique pas-à-pas 93 peut rapprocher ou éloigner le rouleau d’appui déplaçable 84 du piston émetteur 69 par l’intermédiaire de la vis sans fin 92, ceci pour modifier le bras de levier du culbuteur 80 et donc, le rapport de déplacement entre celui du piston émetteur 69 et celui du piston récepteur 62. [0141] Dans la pratique, le rapport de déplacement entre le déplacement du piston émetteur 69 et la levée effective de la soupape d'injection 50 dépend du bras de levier que forme le culbuteur 80, mais aussi de la compressibilité du fluide hydraulique 60 contenu dans la chambre émettrice 72, la chambre réceptrice 71 et le conduit hydraulique d'action 78. [0140] FIG. 5 shows for its part that in order to adjust the lift height of the injection valve 50, the step-by-step electric motor 93 can bring the movable support roller 84 closer to or away from the emitter piston 69 by via the worm 92, this to modify the lever arm of the rocker arm 80 and therefore the displacement ratio between that of the emitter piston 69 and that of the receiver piston 62. [0141] In practice, the displacement ratio between the displacement of the emitter piston 69 and the effective lift of the injection valve 50 depends on the lever arm formed by the rocker arm 80, but also on the compressibility of the hydraulic fluid 60 contained in the emitting chamber 72, the receiving chamber 71 and the hydraulic action conduit 78.
[0142] L’effort que doit appliquer le culbuteur 80 sur la face axiale d’action 75 du piston émetteur 69 est notamment dépendant de la pression du fluide injectable 58 qui règne dans la buse d'injection tubulaire 54 et du rapport entre la section exposée à la pression du fluide injectable 58 par la face axiale côté fluide injectable 63 et la section exposée à ladite pression par la tulipe 52. [0142] The force that must be applied by the rocker arm 80 on the axial action face 75 of the emitter piston 69 depends in particular on the pressure of the injectable fluid 58 which prevails in the tubular injection nozzle 54 and on the ratio between the section exposed to the pressure of the injectable fluid 58 by the axial face on the injectable fluid side 63 and the section exposed to said pressure by the tulip 52.
[0143] Dans une moindre mesure, ledit effort est également dépendant de l’effort produit par le ressort de rappel de piston récepteur 79. A ceci s’ajoute l’inertie des différentes pièces en mouvement et les pertes énergétiques qu’elles produisent en frottant les unes contre les autres, et les pertes de charge que produit le fluide hydraulique 60 en circulant notamment dans le conduit hydraulique d'action 78. [0143] To a lesser extent, said force is also dependent on the force produced by the return spring of the receiving piston 79. To this is added the inertia of the various moving parts and the energy losses they produce in rubbing against each other, and the pressure drops produced by the hydraulic fluid 60 by circulating in particular in the hydraulic action conduit 78.
[0144] Cependant, à chaque point de fonctionnement du moteur à combustion interne 2 correspond une position du moteur électrique pas-à-pas 93 qui permet d’introduire dans la préchambre d’allumage à clapet 1 la quantité de charge pilote 9 la plus favorable au rendement thermodynamique dudit moteur 2. Trouver la relation existante entre la position du moteur électrique pas-à-pas 93 et la quantité de charge pilote 9 peut s’opérer au banc d’essai pour chaque point de fonctionnement du moteur à combustion interne 2 ce qui évite de développer un modèle numérique prédictif, inutile dans ce contexte. [0144] However, at each operating point of the internal combustion engine 2 corresponds a position of the step-by-step electric motor 93 which makes it possible to introduce into the valve ignition prechamber 1 the quantity of pilot charge 9 most favorable to the thermodynamic efficiency of said motor 2. Finding the existing relation between the position of the electric stepper motor 93 and the quantity of pilot charge 9 can be carried out on the test bench for each operating point of the internal combustion engine 2 which avoids the development of a predictive numerical model, useless in this context.
[0145] En conséquence, la position du moteur électrique pas-à-pas 93 est prévue pour varier en fonction des besoins, et notamment en fonction du régime, de la charge, et de la dilution de la charge principale 30 du moteur à combustion interne 2. S’agissant de ladite dilution, on note que plus la charge principale 30 est diluée avec de l’air frais ou avec des gaz d’échappement recirculés, plus elle est résistante à l’inflammation, et plus l’énergie contenue dans la charge pilote 9 doit être grande relativement à celle contenue dans la charge principale 30. [0145] Consequently, the position of the step-by-step electric motor 93 is provided to vary as a function of requirements, and in particular as a function of the speed, of the load, and of the dilution of the main load 30 of the combustion engine. internal 2. With regard to said dilution, it is noted that the more the main charge 30 is diluted with fresh air or with recirculated exhaust gases, the more it is resistant to ignition, and the more energy it contains. in the pilot charge 9 must be large relative to that contained in the main charge 30.
[0146] Par ailleurs, pour introduire une même quantité de charge pilote 9, plus le moteur à combustion interne 2 tourne vite et plus la levée de la soupape d'injection 50 doit être haute. En effet, pour une même position du rouleau d’appui déplaçable 84, plus ledit moteur 2 tourne vite, plus la durée absolue de la levée de la soupape d'injection 50 est courte, ceci pour injecter une même masse de fluide injectable 58 dans la préchambre d’allumage à clapet 1. La réduction de la durée d’injection doit donc être compensée par une augmentation de la section de passage laissée entre la portée d’étanchéité de soupape 53 et le siège de soupape d’injection 55 et donc, par une augmentation de la hauteur de levée de la soupape d'injection 50. [0146] Furthermore, to introduce the same amount of pilot charge 9, the faster the internal combustion engine 2 turns and the higher the lift of the injection valve 50 must be. Indeed, for the same position of the displaceable support roller 84, the faster said motor 2 turns, the shorter the absolute duration of the lifting of the injection valve 50, in order to inject the same mass of injectable fluid 58 into the valve pre-ignition chamber 1. The reduction in the injection time must therefore be compensated for by an increase in the passage section left between the valve sealing face 53 and the injection valve seat 55 and therefore , by an increase in injection valve lift height 50.
[0147] On remarque également que le moteur à combustion interne 2 tournant vite, les effets de la compressibilité du fluide hydraulique 60 sont plus marqués du fait de It is also noted that the internal combustion engine 2 running quickly, the effects of the compressibility of the hydraulic fluid 60 are more marked due to
l’accélération accrue des pièces à déplacer et de l’augmentation de la pression de crête atteinte par ledit fluide 60 qui en résulte. Cet effet est également à compenser par une position appropriée du rouleau d’appui déplaçable 84 via le moteur électrique pas- à-pas 93. the increased acceleration of the parts to be moved and the increase in peak pressure reached by said fluid 60 resulting therefrom. This effect is also to be compensated for by an appropriate position of the support roller 84 movable via the electric stepping motor 93.
[0148] La cartographie de la position idéale du moteur électrique pas-à-pas 93 tenant compte des conditions de fonctionnement du moteur à combustion interne 2 est stockée dans la mémoire d’un calculateur 48, corrigée ou non par des algorithmes prenant en compte des paramètres de fonctionnement contextuels comme la température ou le [0148] The mapping of the ideal position of the step-by-step electric motor 93 taking into account the operating conditions of the internal combustion engine 2 is stored in the memory of a computer 48, corrected or not by algorithms taking into account contextual operating parameters such as temperature or
vieillissement. aging.
[0149] On notera que lorsque le moteur à combustion interne 2 démarre à très basse tem pérature - par exemple moins trente degrés Celsius - la pression du fluide injectable 58 régnant dans le conduit d’alimentation en fluide injectable 66 et dans la buse d'injection tubulaire 54 doit être drastiquement réduite, par exemple à cinq bars au lieu de cinquante bars. [0149] It will be noted that when the internal combustion engine 2 starts at very low temperature - for example minus thirty degrees Celsius - the pressure of the injectable fluid 58 prevailing in the injectable fluid supply duct 66 and in the nozzle of the injectable fluid. tubular injection 54 must be drastically reduced, for example to five bars instead of fifty bars.
[0150] Cette pression plus basse permet de ne pas condenser l’essence constituant le [0150] This lower pressure makes it possible not to condense the gasoline constituting the
mélange air-essence AF, et de garder sa richesse nominale audit mélange. Il résulte de ceci que pendant la phase de montée en température du moteur à combustion interne 2, la charge maximale de ce dernier est limitée à environ dix bars de pression moyenne effective ce qui rend immédiatement exploitable tout véhicule automobile qui en est équipé. air-fuel mixture AF, and to keep its nominal richness in said mixture. It follows from this that during the temperature rise phase of the internal combustion engine 2, the maximum load of the latter is limited to approximately ten bars of effective mean pressure, which immediately makes any motor vehicle equipped with it usable.
[0151] Quelques secondes plus tard, la rapide montée en température des moyens de mise en pression 10, du conduit d’alimentation en fluide injectable 66, et de la buse d'injection tubulaire 54 permet de retrouver un fonctionnement normal avec une pression du fluide injectable 58 dans la buse d'injection tubulaire 54 atteignant environ cinquante bars. [0151] A few seconds later, the rapid rise in temperature of the pressurizing means 10, of the injectable fluid supply duct 66, and of the tubular injection nozzle 54 makes it possible to resume normal operation with a pressure of injectable fluid 58 in the tubular injection nozzle 54 reaching about fifty bars.
[0152] L’exemple de fonctionnement qui vient d’être donné du système d’injection hy [0152] The example of operation which has just been given of the injection system hy
draulique à came 100 suivant l’invention n’est en rien limitatif. En effet, ledit système est susceptible de permettre l’injection directe ou indirecte de gaz naturel, de fuel lourd, de gazole ou d’essence dans tout moteur à combustion interne 2, quel qu’en soit le principe. hydraulic cam 100 according to the invention is in no way limiting. Indeed, said system is capable of allowing the direct or indirect injection of natural gas, heavy fuel oil, diesel or gasoline into any internal combustion engine 2, whatever the principle.
[0153] De manière générale, le système d’injection hydraulique à came 100 suivant [0153] In general, the following 100 cam hydraulic injection system
l’invention est susceptible de permettre l’injection de tout gaz et/ou de tout liquide dans toute machine nécessitant une telle injection, contrôlée ou non par un actionneur de levée d’injecteur 83. the invention is capable of allowing the injection of any gas and / or any liquid into any machine requiring such an injection, whether or not controlled by an injector lift actuator 83.
[0154] Aussi, les possibilités du système d’injection hydraulique à came 100 suivant [0154] Also, the possibilities of the following 100 cam hydraulic injection system
l’invention ne s’en limitent pas aux applications qui viennent d’être décrites et il doit d’ailleurs être entendu que la description qui précède n’a été donnée qu’à titre d’exemple et qu’elle ne limite nullement le domaine de ladite invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d’exécution décrits par tout autre équivalent. the invention is not limited to the applications which have just been described and it must moreover, it should be understood that the above description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the said invention, from which one would not depart by replacing the details of execution described by any other equivalent.

Claims

Revendications Claims
[Revendication 1] Système d’injection hydraulique à came (100), caractérisé en ce qu’il comprend : [Claim 1] Hydraulic cam injection system (100), characterized in that it comprises:
• Au moins une soupape d’injection (50) qui comprend une queue de soupape (51) et qui se termine par une tulipe (52), cette dernière exposant une portée d’étanchéité de soupape (53), ladite soupape (50) étant en tout ou partie logée dans une buse d'injection tubulaire (54) terminée par un siège de soupape d’injection (55) sur lequel peut reposer de façon étanche la portée d’étanchéité de soupape (53) tandis qu’un espace est laissé entre la queue de soupape (51) et la surface interne de la buse d'injection tubulaire (54) pour laisser circuler un fluide injectable (58) mis sous pression par des moyens de mise en pression (10) ; • At least one injection valve (50) which comprises a valve stem (51) and which ends in a tulip (52), the latter exposing a valve sealing face (53), said valve (50) being wholly or partly housed in a tubular injection nozzle (54) terminated by an injection valve seat (55) on which the valve sealing surface (53) can sealingly rest while a space is left between the valve stem (51) and the internal surface of the tubular injection nozzle (54) to circulate an injectable fluid (58) pressurized by pressurizing means (10);
• Au moins un orifice d’entrée de buse (59) aménagé dans la buse d'injection tubulaire (54) et par lequel le fluide injectable (58) est introduit à l’intérieur de ladite buse (54) ; • At least one nozzle inlet port (59) provided in the tubular injection nozzle (54) and through which the injectable fluid (58) is introduced inside said nozzle (54);
• Au moins un cylindre récepteur (61) qui est directement ou in directement solidaire de l’extrémité de la buse d'injection tubulaire (54) ; • At least one slave cylinder (61) which is directly or in directly secured to the end of the tubular injection nozzle (54);
• Au moins un piston récepteur (62) solidaire de la queue de soupape (51) et logé dans le cylindre récepteur (61), ledit piston (62) pouvant se mouvoir en translation longitudinale dans ledit cylindre (61) et présentant une face axiale côté fluide injectable (63) qui communique avec le volume intérieur de la buse d'injection tubulaire (54), et une face axiale côté fluide hydraulique (64) qui forme, avec le cylindre récepteur (61) une chambre réceptrice (71) de volume variable remplie d’un fluide hydraulique (60) ; • At least one receiving piston (62) integral with the valve stem (51) and housed in the receiving cylinder (61), said piston (62) being able to move in longitudinal translation in said cylinder (61) and having an axial face injectable fluid side (63) which communicates with the interior volume of the tubular injection nozzle (54), and an axial face on the hydraulic fluid side (64) which forms, with the receiving cylinder (61) a receiving chamber (71) of variable volume filled with hydraulic fluid (60);
• Au moins un dispositif d’alimentation en fluide hydraulique (65) relié à la chambre réceptrice (71) et qui permet d’actionner le piston récepteur (62) via le fluide hydraulique (60) par l’intermédiaire d’un conduit hydraulique d'action (78). • At least one hydraulic fluid supply device (65) connected to the receiving chamber (71) and which makes it possible to actuate the receiving piston (62) via the hydraulic fluid (60) via a hydraulic conduit action (78).
[Revendication 2] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu’un ressort de rappel de piston récepteur (79) tend à rapprocher le piston récepteur (62) d’une culasse réceptrice (74). [Claim 2] A hydraulic cam injection system according to claim 1, ca- characterized in that a receiving piston return spring (79) tends to bring the receiving piston (62) closer to a receiving cylinder head (74).
[Revendication 3] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens de guidage perméables (56) sont di rectement ou indirectement solidaires de la soupape d’injection (50) et/ ou de la buse d'injection tubulaire (54), lesdits moyens (56) gardant la soupape d’injection (50) approximativement centrée dans la buse d'injection tubulaire (54). [Claim 3] A hydraulic cam injection system according to claim 1, characterized in that permeable guide means (56) are directly or indirectly integral with the injection valve (50) and / or the nozzle d tubular injection (54), said means (56) keeping the injection valve (50) approximately centered in the tubular injection nozzle (54).
[Revendication 4] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d’alimentation en fluide hydraulique (65) est constitué d’une came d’injection (67) qui présente au moins un profil de came (68) maintenu directement ou indirectement en contact avec une face axiale d’action (75) que présente un piston émetteur (69) logé dans un cylindre émetteur (70), ledit piston (69) présentant - à l’opposé de la face axiale d’action (75) - une face axiale d’émission de fluide hydraulique (76) qui forme une chambre émettrice (72) avec le cylindre émetteur (70) cependant que le profil de came (68) peut mouvoir le piston émetteur (69) en translation longitudinale dans le cylindre émetteur (70) lorsque la came d’injection (67) est mise en rotation par une source motrice (73). [Claim 4] A hydraulic cam injection system according to claim 1, characterized in that the hydraulic fluid supply device (65) consists of an injection cam (67) which has at least one profile of cam (68) maintained directly or indirectly in contact with an axial action face (75) presented by a master piston (69) housed in a master cylinder (70), said piston (69) having - opposite to the axial action face (75) - an axial hydraulic fluid emission face (76) which forms an emitter chamber (72) with the master cylinder (70) while the cam profile (68) can move the sender piston (69) in longitudinal translation in the emitter cylinder (70) when the injection cam (67) is rotated by a driving source (73).
[Revendication 5] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit hydraulique d'action (78) relie la chambre émettrice (72) à la chambre réceptrice (71), ledit conduit (78), la chambre émettrice (72) et la chambre réceptrice (71) étant remplis du fluide hydraulique (60). [Claim 5] A hydraulic cam injection system according to claim 4, characterized in that the hydraulic action conduit (78) connects the emitting chamber (72) to the receiving chamber (71), said conduit (78), the emitting chamber (72) and the receiving chamber (71) being filled with hydraulic fluid (60).
[Revendication 6] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le profil de came (68) comprend au moins un secteur angulaire de levée (15) qui déplace le piston émetteur (69) lorsque ledit secteur (15) est au contact de la face axiale d’action (75) et que la came d’injection (67) est en rotation, et au moins un secteur angulaire de maintien (16) circulaire et centré sur l’axe de rotation de ladite came d’injection (67) qui immobilise le piston émetteur (69) lorsque ledit secteur (16) est au contact de la face axiale d’action (75) et ceci, malgré que la came d’injection (67) soit en rotation. [Claim 6] A hydraulic cam injection system according to claim 4, characterized in that the cam profile (68) comprises at least one angular lift sector (15) which moves the emitter piston (69) when said sector ( 15) is in contact with the axial action face (75) and that the injection cam (67) is rotating, and at least one angular retaining sector (16) which is circular and centered on the axis of rotation of said injection cam (67) which immobilizes the emitter piston (69) when said sector (16) is in contact with the axial action face (75) and this despite the injection cam (67) being in rotation.
[Revendication 7] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le profil de came (68) est maintenu en contact avec la face axiale d’action (75) par l’intermédiaire d’un culbuteur (80) qui prend directement ou indirectement appui sur un carter de came (81) dans lequel tourne la came d’injection (67). [Claim 7] Hydraulic cam injection system according to Claim 4, characterized in that the cam profile (68) is maintained in contact with the axial action face (75) by means of a rocker arm ( 80) which bears directly or indirectly on a cam housing (81) in which the injection cam (67) rotates.
[Revendication 8] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le culbuteur (80) prend appui sur le carter de came (81) par l’intermédiaire d’un point de basculement déplaçable (82) dont la position entre le profil de came (68) et la face axiale d’action (75) peut être modifiée par un actionneur de levée d’injecteur (83). [Claim 8] A hydraulic cam injection system according to claim 7, characterized in that the rocker arm (80) bears on the cam housing (81) via a movable tipping point (82) of which the position between the cam profile (68) and the axial action face (75) can be changed by an injector lift actuator (83).
[Revendication 9] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le point de basculement déplaçable (82) est constitué d’un rouleau d’appui déplaçable (84) qui peut rouler ou glisser sur une piste de déplacement (85) aménagée dans le carter de came (81), ledit rouleau (84) coopérant avec une piste de basculement (87) aménagée au dos du culbuteur (80). [Claim 9] A hydraulic cam injection system according to claim 8, characterized in that the movable tipping point (82) consists of a movable backing roller (84) which can roll or slide on a track. displacement (85) provided in the cam housing (81), said roller (84) cooperating with a tilting track (87) provided on the back of the rocker arm (80).
[Revendication 10] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le rouleau d’appui déplaçable (84) reçoit à chacune de ses extrémités un pignon d’orientation (89), lesdits pignons (89) étant solidaires en rotation, tandis que chaque dit pignon (89) coopère avec une crémaillère d’orientation (90) solidaire du carter de came (81). [Claim 10] A hydraulic cam injection system according to claim 9, characterized in that the movable support roller (84) receives at each of its ends an orientation pinion (89), said pinions (89) being integral in rotation, while each said pinion (89) cooperates with an orientation rack (90) integral with the cam housing (81).
[Revendication 11] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le rouleau d’appui déplaçable (84) reçoit une roue de vis sans fin (91) qui coopère avec une vis sans fin (92) dont la position axiale est fixe par rapport au carter de came (81), ladite vis (92) pouvant être entraînée en rotation par G actionneur de levée d’injecteur (83). [Claim 11] A hydraulic cam injection system according to claim 10, characterized in that the movable support roller (84) receives a worm wheel (91) which cooperates with a worm (92) of which the axial position is fixed relative to the cam housing (81), said screw (92) being able to be driven in rotation by G injector lift actuator (83).
[Revendication 12] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le rouleau d’appui déplaçable (84) reçoit un taraudage dans lequel G actionneur de levée d’injecteur (83) peut faire tourner une vis de déplacement (17) qui est solidaire en position du carter de came (81) mais libre de tourner autour de son axe longitudinal. [Claim 12] A hydraulic cam injection system according to claim 10, characterized in that the movable backing roller (84) receives a thread in which the injector lift actuator (83) can rotate a screw of movement (17) which is integral in position with the cam housing (81) but free to rotate about its longitudinal axis.
[Revendication 13] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 4, caractérisé en ce que un déphaseur de came d’injection (96) est interposé entre la came d’injection (67) et la source motrice (73). [Claim 13] A hydraulic cam injection system according to claim 4, characterized in that an injection cam phase shifter (96) is interposed between the injection cam (67) and the driving source (73).
[Revendication 14] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l’extrémité de la buse d'injection tubulaire (54) qui se termine par le siège de soupape d’injection (55) est coiffée d’un diffuseur à trous (94). [Claim 14] A hydraulic cam injection system according to claim 1, characterized in that the end of the tubular injection nozzle (54) which terminates with the injection valve seat (55) is capped with 'a diffuser with holes (94).
[Revendication 15] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu’une partie au moins de la paroi interne du diffuseur à trous (94) est cylindrique et laisse un faible jeu entre elle-même et la surface périphérique externe de la tulipe (52) de sorte que ledit diffuseur (94) forme les moyens de guidage perméables (56). [Claim 15] A hydraulic cam injection system according to claim 14, characterized in that at least part of the inner wall of the hole diffuser (94) is cylindrical and leaves a small clearance between itself and the outer peripheral surface of the tulip (52) such that said diffuser (94) forms the permeable guide means (56).
[Revendication 16] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu’une pompe de gavage (7) tend à introduire du fluide hydraulique (60) dans le conduit hydraulique d'action (78) via un clapet anti-retour de gavage (8), ledit fluide hydraulique (60) provenant d’une bâche à fluide hydraulique (11). [Claim 16] A hydraulic cam injection system according to claim 1, characterized in that a booster pump (7) tends to introduce hydraulic fluid (60) into the hydraulic action line (78) via a valve booster check valve (8), said hydraulic fluid (60) coming from a hydraulic fluid tank (11).
[Revendication 17] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins un orifice de drainage (97) relié à un conduit de drainage (99) débouche dans le cylindre récepteur (61), la face axiale côté fluide injectable (63) et la face axiale côté fluide hy draulique (64) restant toujours axialement positionnées de part et d’autre dudit orifice (97) quelle que soit la position du piston récepteur (62). [Claim 17] A hydraulic cam injection system according to claim 1, characterized in that at least one drainage orifice (97) connected to a drainage duct (99) opens into the receiving cylinder (61), the face axial face on the injectable fluid side (63) and the axial face on the hydraulic fluid side (64) always remaining axially positioned on either side of said orifice (97) whatever the position of the receiving piston (62).
[Revendication 18] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 17, caractérisé en ce que le piston récepteur (62) comporte une gorge de drainage (98) qui communique avec l’orifice de drainage (97). [Claim 18] A hydraulic cam injection system according to claim 17, characterized in that the receiving piston (62) has a drainage groove (98) which communicates with the drainage port (97).
[Revendication 19] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 18, caractérisé en ce que le piston récepteur (62) est constitué d’un premier corps qui reçoit la face axiale côté fluide injectable (63) et qui est solidaire de la queue de soupape (51), et d’un deuxième corps solidaire ou non dudit premier corps et qui reçoit la face axiale côté fluide hy draulique (64), un épaulement externe (20) aménagé sur l’un, l’autre ou les deux dits corps formant la gorge de drainage (98). [Claim 19] A hydraulic cam injection system according to claim 18, characterized in that the receiving piston (62) consists of a first body which receives the axial face on the injectable fluid side (63) and which is integral with the valve stem (51), and a second body, whether or not integral with said first body and which receives the axial face on the hydraulic fluid side (64), an external shoulder (20) arranged on one or the other or both two said bodies forming the drainage groove (98).
[Revendication 20] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la plage maximale de déplacement du point de bas culement déplaçable (82) entre le profil de came (68) et la face axiale d’action (75) est déterminée par au moins une butée de bout de course (19). [Claim 20] A hydraulic cam injection system according to claim 8, characterized in that the maximum range of displacement of the movable bottom point (82) between the cam profile (68) and the axial action face ( 75) is determined by at least one end stop (19).
[Revendication 21] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la piste de déplacement (85) est rendue solidaire du carter de came (81) par l’intermédiaire d’au moins une rotule [Claim 21] A hydraulic cam injection system according to claim 9, characterized in that the movement track (85) is made integral with the cam housing (81) by means of at least one ball joint
d’orientation de piste (18). track orientation (18).
[Revendication 22] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le piston récepteur (62) est constitué d’au moins un premier corps qui reçoit la face axiale côté fluide injectable (63) et qui est solidaire de la queue de soupape (51), et d’au moins un deuxième corps solidaire ou non dudit premier corps et qui reçoit la face axiale côté fluide hydraulique (64). [Revendication 23] Système d’injection hydraulique à came suivant la revendication 22, caractérisé en ce que le piston récepteur (62) comporte un épaulement externe (20) aménagé sur l’un, l’autre ou les deux corps, ledit épaulement (20) formant une gorge de drainage (98) qui communique avec au moins un orifice de drainage (97) qui est aménagé dans le cylindre récepteur (61) et qui est relié à un conduit de drainage (99). [Claim 22] A hydraulic cam injection system according to Claim 1, characterized in that the receiving piston (62) consists of at least a first body which receives the axial face on the injectable fluid side (63) and which is integral of the valve stem (51), and at least one second body, whether or not integral with said first body and which receives the axial face on the hydraulic fluid side (64). [Claim 23] A hydraulic cam injection system according to claim 22, characterized in that the receiving piston (62) comprises an outer shoulder (20) provided on one, the other or both bodies, said shoulder ( 20) forming a drainage groove (98) which communicates with at least one drainage opening (97) which is provided in the receiving cylinder (61) and which is connected to a drainage duct (99).
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