FR2486157A1 - Dispositif d'injection de carburant pour moteurs a combustion interne - Google Patents
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Abstract
A CHAQUE INJECTEUR 5 EST ASSOCIE UN DISTRIBUTEUR D'AMONT 18, COMPRENANT UNE SOUPAPE D'AMONT 23, UNE SOUPAPE DE DECHARGE 24 AINSI QUE, POUR LA COMMANDE DE CES DERNIERES, UNE SOUPAPE DE COMMANDE 26 MONTEE DANS UN CIRCUIT HYDRAULIQUE 29, 30 ET PILOTEE PAR LES IMPULSIONS DE MANOEUVRE D'UN TRANSMETTEUR ELECTRONIQUE 21. CHAQUE SOUPAPE D'AMONT 23 ET DE DECHARGE 24 EST OUVERTE OU FERMEE PAR L'INTERMEDIAIRE DE LA SOUPAPE DE COMMANDE 26 CORRESPONDANTE, A DES INSTANTS DETERMINES ET PENDANT DES DUREES DETERMINEES, DONNES PAR LE TRANSMETTEUR ELECTRONIQUE 21, DE SORTE QU'UNE AMENEE PRECISE DE CARBURANT AUX INJECTEUR 5 OU UNE DECHARGE DEFINIE DE PRESSION DANS LES CONDUITES D'AMENEE 17 DU CARBURANT, INTERNES AUX INJECTEURS 5, A UN NIVEAU DEFINI DE PRESSION RESIDUELLE SOIT POSSIBLE. LA STRUCTURE DU DISTRIBUTEUR D'AMONT 18 EST TELLE QUE DES PERTURBATIONS OU DES DEFAILLANCES DE L'INSTALLATION D'INJECTION NE PRODUISENT AUCUN EFFET NEGATIF SUR LE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR A COMBUSTION INTERNE.
Description
L'invention concerne un dispositif d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, comportant au moins une pompe à carburant,úi amène du carburant d'un réservoir à une chambre de réserve et aussi, par des conduites d'amenées de carburant partant de celle-ci, à des injecteurs qui lui sont raccordés, et dont chacun comporte, dans un corps, une aiguille d'injecteur sollicitée vers la position de fermeture par un ressort de compression, une chambre collectrice de carburant ainsi qu'une conduite d'arrivée de carburant à celle-ci, raccordée à la conduite d'amenée de carburant correspondante et pouvant être fermée ou libérée, au moyen d'un obturateur, commandé par un distributeur d'amont pouvant recevoir des impulsions électriques d'un transmetteur commandé en synchronisme avec le moteur.
Un dispositif d'injection de carburant de ce genre est connu par la demande de brevet allemand Na 1 093 619.
Toutefois, au delà des particularités mentionnées ci-dessus, le texte cité ne peut fournir aucune indication sur la présente invention, en particulier parce que le problème qui se trouve à la base est tout différent. En effet, dans l'invention, il s'agit de convertir à l'injection commandée de fa çon entièrement électronique des moteurs à combustion interne munis de dispositifs d'injection de carburant, qui comportent des injecteurs à aiguille classiques sollicités par ressort,et sont raccordés à des pompes d'injection de carburant commandées par l'arbre à cames. Dans cette conversion, il faut que les particularités structurelles des moteurs à combustion interne, en particulier dans la région des injecteurs, restent pratiquement inchangées.
C'est pourquoi l'invention, en partant d'un dispositif d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne comportant des injecteurs de type connu dont chacun comporte, dans un corps, une aiguille d'injecteur sollicitée vers la position de fermeture par un ressort de compression, une chambre collectrice de carburant ainsi qu'une conduite d'arrivée de carburant à celle-ci, a pour but d'adjoindre à ces injecteurs des dispositifs qui permettent une commande entièrement électronique de l'injection de carburant et, en outre, un niveau élevé de sécurité en cas de défaillance de circuits de commande électriques ou hydrauliques, ou lorsque des aiguilles d'injecteur restent bloquées, relevées en position d'ouverture.
Ce problème est résolu, selon l'invention, par les caractéristiques suivantes - chaque distributeur d'amont associé à un injecteur présente une soupape d'amont, une soupape de décharge et, pour commander celles-ci, une soupape de commande branchée dans un circuit hydraulique de commande et pouvant recevoir des impul- sions de manoeuvre d'un transmetteur électronique, - chaque soupape d'amont et chaque soupape de décharge comportent un piston de commande, et à chacun de ces pistons est adjointe une chambre de pression d'ouverture, reliées par un canal à l'une de deux sorties hydrauliques de commande de la soupape de commande, - le piston de commande de chaque soupape d'amont est en outre, constamment alimenté dans le sens de fermeture par l'intermédiaire d'une chambre de pression de fermeture, soumise à la pression de carburant amené, et comporte un obturateur au moyen duquel ramenée de carburant à l'injec- teur correspondant peut être interrompue ou libérée, - le piston de commande de chaque soupape de décharge est constamment sollicité dans le sens de fermeture par un ressort de compression et comporte un obturateur au moyen duquel une conduite de décharge se détachant de la conduite de carburant peut être fermée ou libérée, - les chambres de pression d'ouverture de la soupape d'amont et de la soupape de décharge peuvent être raccordées alterne nativement, sous la commande de la soupape de commande, à une conduite de pression de commande ou à une conduite de décharge du circuit hydraulique de commande.
Une autre solution du problème posé réside dans un dispositif du tupe défini plus haut, caractérisé par les points suivants - chaque distributeur d'amont associé à un injecteur présente une soupape d'amont, une soupape de décharge et, pour command der celles-ci, une soupape de commande branchée dans un circuit hydraulique de commande, munie d'une seule sortie hydraulique de commande, et pouvant recevoir des impulsions de manoeuvre d'un transmetteur électronique, - la soupape d'amont comporte un piston de commande auquel est adjointe une chambre de pression d'ouverture reliée par un canal à la sortie de commande de la soupape de commande, ce piston est en outre constamment alimenté dans le sens de fermeture par l'intermédiaire d'une chambre de pression de fermeture exposée à la pression de carburant amené et comporte un obturateur au moyen duquel l'amenée de carburant à l'injecteur correspondant peut etre interrompue ou libérée, - la soupape de décharge présente un piston de commande auquel est adjointe une chambre de pression de fermeture reliée par un canal à la sortie de commande de la soupape de commande et qui comporte un obturateur au moyen duquel une conduite de décharge se détachant de la conduite de carburant peut être fermée ou libérée, - à la soupape de décharge est adjoint un dispositif servant à assurer une pression résiduelle dans la conduite d'arrivée de carburant de llinjecteur raccordé, - la chambre de pression d'ouverture de la soupape d'amont ainsi que la chambre de pression de fermeture de la soupape de décharge peuvent etre raccordées simultanément, sous la commande de la soupape de commande, à une conduite de pression de commande ou à une conduite de décharge du circuit hydraulique de commande et lorsque la chambre de pression de fermeture de la soupape de de charge est déchargée, cette soupape peut être ouverte par la pression de carburant régnant dans la conduite de carburant fermée au niveau de la soupape d'amont, pour décharger cette pression.
Les avantaqes des solutions selon l'invention, ainsi que des détails supplémentaires de ces solutions, sont expliqués plus précisément dans la description ci-après, a propos des dessins sur lesquels
la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustion interne;
la figure 2 une vue schématique agrandie d'un premier exemple d'exécution de l'invention
la figure 3 une vue schématique agrandie d'un deuxième exemple d'exécution de l'invention
la figure 4 une vue schématique agrandie d'un troisième exemple d'exécution de l'invention.
la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustion interne;
la figure 2 une vue schématique agrandie d'un premier exemple d'exécution de l'invention
la figure 3 une vue schématique agrandie d'un deuxième exemple d'exécution de l'invention
la figure 4 une vue schématique agrandie d'un troisième exemple d'exécution de l'invention.
Sur les dessins, pour plus de clarte, les éléments semblables ou qui se correspondent sont désignés par les mêmes références.
La figure 1 montre un dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustion interne, comportant au moins une pompe à carburant 1, qui peut amener du carburant d'un réservoir 2 à une chambre de réserve 3 et aussi, par des conduites d'amenée de carburant 4 partant de celle-ci, à des injecteurs 5, dont un seul est représenté sur la figure 1, pour plus de clarté. Chaque injecteur 5 présente, dans un corps 6, une aiguille d'injecteur 8 sollicitée dans le sens de fermeture par un ressort de compression 7, et munie d'un obturateur 9 pour fermer ou libérer un canal d'injection 12, partant d'une chambre collectrice de carburant 10 et relié à des buses d'injection 11. L'obturateur 9 est de forme conique, et se trouve au bout d'une partie cylindrique d'aiguille d'injecteur 13, traversant axialement la chambre collectrice de carburant 10, et à laquelle fait suite une partie de tige 15 de l'aiguille d'injecteur 8, guidee dans un alésage 14 du corps 6, la surface de raccordement annulaire 16 entre la partie de tige 15 et la partie d'aiguille 13 formant la surface de pression qui agit dans le sens d'ouverture de l'injecteur. La chambre collectrice de carburant 10 est raccordée à l'alimentation en carburant par une conduite d'arrivée de carburant 17, prévue à l'intérieur du corps, ainsi que par un distributeur d'amont 18 et l'une des conduites d'amenée de carburant 4. Les injecteurs 5 peuvent être alimentés en carburant à pression constamment élevée, qui se trouvent dans la chambre de réserve 3.Pour maintenir constante la pression de carburant dans la chambre de réserve 3, celle-ci est équipée d'un régulateur de pression 19 pouvant être réglé à une pression déterminée et qui, lorsque le niveau de pression dans la chambre de réserve 3 dépasse la pression de réglage, s'ouvre et libère une conduite de décharge 20 menant au réservoir 2.
La commande du dispositif d'injection de carburant est assurée par un transmetteur électronique 21, qui est un micro-processeur fonctionnant d'après des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne, qui lui sont amenés par le canal 22 et assurant, selon un programme, une commande optimale de l'injection.
Selon l'invention, chaque distributeur d'amont 18, associé à un injecteur 5, comporte une soupape d'amont 23, une soupape de décharge 24 et, pour commander celles-ci, une soupape de commande 26, branchée dans un circuit hydraulique de commande, et pouvant recevoir des impulsions de manoeuvre du transmetteur électronique 21 par un canal de commande 25. La soupape de commande 26 comporte un étage électrique de commande 27 ainsi qu'un étage hydro-mécanique de commande 28 par lequel elle est branchée dans le circuit hydraulique de commande. Ce circuit hydraulique de commande n'est représenté que partiellement, sur les dessins, par une conduite de pression de commande 29 menant la soupape de commande 26 et une conduite de décharge 30 partant de la soupape de commande 26.Le circuit hydraulique de commande alimente chaque soupape de commande 26 en agent de commande à pression constante, par la conduite de pression de commande 29.
Dans l'exemple d'exécution représenté par la figure 2, la soupape d'amont 23 du distributeur d'amont 18 comporte un piston de commande 31, auquel est adjointe une chambre de pression d'ouverture 34, reliée par un canal 32 à une première sortie hydraulique de commande 33 de la sou- pape de commande 26. Le piston de commande 31 est en outre constamment alimenté dans le sens de fermeture par l'intermédiaire d'une chambre de pression de fermeture 35, soumise à la pression du carburant amené, et comporte en outre un obturateur 36, au moyen duquel l'amenée de carburant à la conduite d'arrivée de carburant 17 de l'injecteur correspondant 5 peut être interrompue ou libérée.La soupape de décharge 24 comporte également un piston de commande 37, auquel est adjointe une chambre de pression d'ouverture 40 reliée par un canal 38 à une deuxième sortie hydraulique de commande 39 de la soupape de commande 26. Le piston de commande 37 de la soupape de décharge 24 est en outre constamment sollicité dans le sens de fermeture par un ressort de compression. 41, et comporte un obturateur 42 au moyen duquel une conduite de décharge 43, se détachant de la conduite de carburant après la soupape d'amont 23 dans le sens d'écoulement du carburant, peut être fermée ou libérée.
La soupape d'amont 23 et la soupape de décharge 24 d'un distributeur d'amont 18 sont disposées dans un corps commun 44, qui porte la soupape de oapanlle 26 et suri, dans le cas représenté, est fixé directement à l'injecteur 5. Bien entendu, dans la mesure ou la fixation à l'injecteur n'est pas possible pour des raisons de place, on peut aussi disposer et fixer le distributeur d'amont 18 à un autre endroit du moteur.
Les pistons de commande 31 et 37 de la soupape d'amont 23 et de la soupape de décharge 24 sont alignés l'un avec l'autre axialement dans des alésages correspondants du corps 44. En outre, dans le corps 44 sont ménagés un canal intermédiaire de carburant 45, raccordé par son entrée à une conduite d'amenée de carburant 4 et par sa sortie à la conduite d'arrivée de carburant 17, située à l'intérieur de l'injecteur, ainsi que la conduite de décharge 43, qui débouche dans une conduite de retour 46 conduisant au réservoir 2.Le canal intermédiaire de carburant 45 présente, à l'intérieur du corps de distributeur 44, une première partie de canal 47, de laquelle se détache un canal de percée 48 menant à la chambre de pression de fermeture 35 de la soupape d'amont 23, et débouchant dans une chambre collectrice de carburant 49, disposée coaxialement à l'axe du piston de commande de la soupape d'amont. De cette chambre part une deuxième partie de canal 50, alignée axialement sur l'axe du piston de commande de la soupape d'amont, et comportant une partie conique 51, qui forme un siège pour l'obtura- teur conique 36 du piston de iie commande 31 de la soupape d'amont 23.
La deuxième partie de canal 50 débouche dans une troisième partie de canal 52, qui lui est perpendiculaire, et qui est reliée du côté de la sortie à la conduite d'arrivée de carburant 17 située à l'intérieur de l'injecteur.
La conduite de décharge 43, également disposée dans le corps de distributeur 44, se détache, sous la forme d'un alésage d'étranglement 53, de la troisième partie 52 du canal intermédiaire de carburant 45, dans l'alignement axial de la deuxième partie 50 de ce canal, et débouche, par un élargissement conique 54, formant un siège pour l'obturateur conique 42 disposé sur le piston de commande 37 de la soupape de décharge 24, dans une chambre collectrice 55.
De cette chambre collectrice se détache, en tant qu'autre partie de la conduite e décharge 53, une partie de conduite 56 conduisant à la conduite le retour 46.
Le piston de commande 31 de la soupape d'amont 23 présente une première partie cylindrique de piston 57, portant à son extrémité l'obturateur conique 36, et à laquelle fait suite, vers l'arrière, une deuxième partie cylindrique de piston 58, de plus grand diamètre. La surface annulaire de raccordement 59 entre les deux parties de piston 57 et 58 est active dans le sens d'ouverture de la soupape d'amont 23 et soumise à la pression de carburant régnant dans la chambre collectrice de carburant 49. A la deuxième partie de piston 58, fait suite une troisième partie cylindrique de piston 60, à nouveau de plus grand diamètre.La surface annulaire de raccordement 61 entre la deuxième partie de piston 58 et la troisième partie de piston 60 forme la surface de pression agissant dans le sens d'ouverture de la soupape d'amont 23, et pouvant être soumise à la pression régnant de la chambre de pression d'ouverture 34. A la troisième partie de piston 60 fait suite une quatrième partie cylindrique de piston 62, de plus petit diamètre1 dont la surface frontale extérieure 63 forme la surface de pression agissant, à l'intérieur de la chambre de pression de fermeture 35, dans le sens de fermeture de la soupape d'amont 23.
Le piston de commande 37 de la soupape de décharge 24 présente une première partie cylindrique de piston 64, portant à son extrémité l'obturateur conique 42, et à laquelle fait suite, vers l'arrière, une deuxième partie cylindrique de piston 65 de plus grand diamètre, à laquelle font suite une troisième partie cylindrique de piston 66 de diamètre à nouveau plus grand, puis une quatrième partie cylindrique de piston 67, de plus petit diamètre. Cette dernière peut coulisser axialement dans le corps de distributeur 44, er même temps que la troisième partie de piston 66, à l'intérieur d'une chambre de pression 68 du corps de distributeur 44. La chambre de pression d'ouverture 40 de la soupape de décharge 24 est formée par une déformation annulaire 69 dans le corps 44, prévue dans la région de la surface annulaire de raccordement 70 entre la première partie de piston 64 et. la deuxième partie de piston 65. La surface de raccordement 70 forme la surface de pression agissant dans le sens d'ouverture de la soupape de décharge 24 lorsqu'elle est soumise à la pression régnant dans la chambre de pression d'ouverture 40.
En remplacement de ce qui précède, la chambre de pression d'ouverture peut aussi être formée d'une chambre 71, limitée par la surface frontale antérieure 72 de la troisième partie 66 du piston de commande 37, tournée vers l'obturateur 42 de la soupape de décharge 24, ainsi que par la surface antérieure de fond 73 de la chambre de pression 68 et sa surface cylindrique de paroi. Dans le cas présent, la surface frontale annulaire 72 forme la surface de pression active dans le sens de l'ouverture de la soupape de decharge 24 lorsqu'elle est soumise à la pression. Dans cette variante, le canal 38 raccordé à la deuxième sortie hydraulique de commande 39 de la soupape de commande 26 est relié - comme indiqué en tireté sur la figure 2 - à la chambre de pression d'ouverture alternative 71.
La quatrième partie 67 du piston de commande 37 de la soupape de décharge 24 forme un élément de guidage pour le ressort de compression 41 agissant dans le sens de la fermeture et enserré entre la surface frontale postérieure 74 de la troisième partie de piston 66 et la surface frontale de fond 75 de la chambre de pression 68, et sert en outre à limiter la course du piston de commande 37 dans le sens d'ouverture. Le ressort de compression 41 est réglé à une force de compression plus grande que la pression d'amenée du carburant qui arrive à l'injecteur 5.
On explique plus précisément ci-après le fonce tionnement de cet exemple d'exécution de l'invention à propos d'un cycle complet d'ouverture et de fermeture. On admettra comme position initiale l'état ou la soupape d'amont 23 et la soupape de décharge 24 sont toutes deux fermées.
Si alors une impulsion de manoeuvre pour le début d'une injection est donnée par le transmetteur électronique 21, en passant par le canal de commande 25, à l'étage électrique de commande 27 de la soupape de commande 26, l'étage hydro-mécanique de commande 28 de celleci est actionné de telle sorte que la chambre de pression d'ouverture 34 de la soupape d'amont 23 est raccordée par le canal 32 et la première sortie hydraulique de commande 33 de la soupape de commande 26 à la conduite de pression de commande 29 du circuit hydraulique de commande, et soumise à la pression qui agit sur la surface de raccordement 61 de la troisième partie 60 du piston de commande 31 dans le sens de l'ouverture, et amène ce piston à la position d'ouverture, avec assistance de la pression de carburant agissant sur la surface de raccordement 59 dans la chambre collectrice de carburant 49.Dans cette position d'ouverture, l'amenée de carburant à la conduite d'arrivée 17 de l'injecteur 5 raccordé est libérée, de sorte que le processus d'injection peut se dérouler.
Aussitôt qu'un ordre de fin d'injection est donné par le transmetteur 21 à la soupape de commande 26 en passant par le canal de commande 25, l'étage hydrovmécanique de commande 28 de la soupape 26 commute intbrieurement, sous la commande de l'étage électrique de commande 27.Par suite, la chambre de pression d'ouverture 34 de la soupape d'amont 23 est raccordée par le canal 32 et la première sortie hydraulique de commande 33 de la soupape de commande 26 à la conduite de décharge 30 du circuit hydraulique de commande, et ainsi déchargée ; la soupape d'amont 23 se ferme sous la force, maintenant prédominante exercée par la pression de carburant agissant dans la chambre de pression de fermeture 35 sur la surface frontale extérieure 63 du piston de com mande 31, de sorte que l'obturateur 36 est à nouveau poussé sur son siège de la partie 50 du canal intermédiaire de carburant 45, et que l'amenée de carburant à l'injecteur 5 est interrompue.Au moment même ou la chambre de.pression de fermeture 34 est déchargée -ou avec un léger retard, Si les éléments internes de commande de l'étage hydro-mécanique de commande 28 de la soupape de commande 26 sont conçus en conséquence - la chambre de pression d'ouverture 40 ou 71 de la soupape de décharge 24 est déchargée.La chambre de pression d'ouverture 40, 71 est raccordée par le canal 38 et la deuxième sortie hydraulique de commande 39 de la soupape de commande 26 à la conduite de pression de commande 29 du circuit hydraulique de commande, et soumise à la pression pendant peu de temps sous la commande du transmetteur 21, de sorte que la soupape de décharge 24 s'ouvre sous la force de pression agissant sur la surface de raccordement 70 ou la surface frontale 72 du piston de commande 37, avec l'aide de la pression de carburant régnant dans l'alésage d'étranglement 53, et agissant dans le sens d'ouverture sur l'obturateur 42 par suite, il se'produit une décharge du carburant se trouvant dans la conduite d'arrivée de carburant 17 de l'injecteur 5, par la conduite de décharge 43 menant à la conduite de retour 46, jusqu a une pression résiduelle déterminée. Cette pression résiduelle de la conduite d'arrivée de carburant 17 de l'injecteur 5 peut être obtenue grâce à une durée très exactement définie de l'action de la pression dans la chambre de pression d'ouverture 40,71, commandée par le transmetteur électronique 21.
Si le transmetteur 21 transmet à la soupape de commande 26, par le canal de commande 25 un signal visant à mettre fin à l'état d'ouverture de la soupape de décharge 24, l'étage de commande hydro-mécanique 28 est à nouveau commuté par l'étage électrique de commande 27. Par suite, la chambre de pression d ouverture 40, 71 de la soupape de décharge 24 est séparée de la source de pression par la conduite de pression de commande 29 et raccordée à la conduite de décharge 30 et ainsi déchargée, ce qui fait que la soupape de décharge 24 se ferme à nouveau sous la force du ressort de compression 41 agissant dans le sens de fermeture sur son piston de commande 37, de façon que la conduite de décharge 43 soit à nouveau fermée et que le processus de décharge de la conduite d'arrivée de carburant 17 de l'injecteur 5 soit terminé.
Ce cycle de manoeuvre se répète à chaque processus d'injection.
Les exemples d'exécution représentés par les figures 3 et 4 se distinguent de celui de la figure 2 par certaines modifications dans la région de la soupape de décharge ainsi que par une commande différente de celle-ci, résultant de ces modifications. Dans ces solutions, également, chaque distributeur d'amont 18 associé à un injecteur 5 présente une soupape d'amont 23, une soupape de décharge 24 et, pour commander celles-ci, une soupape de commande 26, branchée dans un circuit hydraulique de commande, et pouvant recevoir des impulsions de manoeuvre du transmetteur élec- tronique 21 par un canal de commande 25. La soupape de commande 26 des deux exemples représentés par les figures 3 et 4 cornporte, contrairement à celui de la figure 2, une seule sortie hydraulique de commande 76.Le distributeur d'amont 18, dans les exemples d'exécution des figures 3 et 4, est conçu dans les deux cas, dans la région de la soupape d'amont 23, de la même façon que la soupape d'amont 23 selon l'exemple de la figure 2. I1 en est de même dans une large mesure pour la constitution et la disposition de la soupape de décharge 24, de sorte que les composants correspondant à la solution selon la figure 2 portent les mêmes références que sur celle-ci, et que seuls les composants différents portent d'autres références. Dans les exemples des figures 3 et 4, la chambre de pression 68 forme une chambre de pression de fermeture 77 pour la soupape de décharge 24. La surface frontale annulaire postérieure 74 de la troisième partie 66 du piston de commande 37 forme, dans ces deux cas, une surface de pression agissant dans le sens de fermeture de la soupape de décharge 24. La chambre de pression de fermeture 77 de la soupape de décharge est raccordée par un canal 78 à la sortie hydraulique de commande unique 76 de la soupape de commande 26, sortie à laquelle est aussi reliée, par un canal 79, la chambre de pression d'ouverture 34 de la valve d'amont 23. Gr ce à cette liaison à la sortie de commande unique 76 de la soupape de commande 26, la chambre de pression d'ouverture 34 de la soupape d'amont 23 et la chambre de pression de fermeture 77 de la soupape de décharge 24 peuvent être raccordées simultanément, sous la commande de la soupape de commande 26, à la conduite de pression de commande 29 ou à la conduite de décharge 30 du circuit hydraulique de commande. Lorsque la chambre de pression de fermeture 77 est déchargée, la soupape de décharge 24 peut être ouverte par la pression de carburant régnant dans la conduite à carburant, fermée au niveau de la soupape d'amont, pour décharger cette pression. En outre, dans les exemples d'exécution des figures 3 et 4, à la soupape de décharge 24 est adjoint un dispositif servant à assurer une pression résiduelle dans la conduite d'arrivée de carburant 17 de l'injecteur 5. Ce dispositif est formé, dans l'exemple de la figure 3, d'un ressort de compression 80, qui entoure la quatrième partie 67 du piston de commande 37 et est enserré entre la surface frontale postérieure 74 de la troisième partie 66 du piston et la surface frontale 81 d'une vis de réglage 82.Cette vis de réglage 82 est réglable axialement 'd4ns une alésage taraudé 83 pour régler la force de fermeture du ressort de compression 80. La force de fermeture réglée du ressort de compression 80 correspond alors à la pression résiduelle désirée dans la conduite d'arrivée de carburant 17 de l'injecteur 5 raccordé.
Dans l'exemple de la figure 4, le dispositif adjoint à la soupape de décharge 24 pour assurer une pression résiduelle dans la conduite d'arrivée de carburant 17 de l'injecteur 5 est formé d'un clapet anti:retour 84 interne posé dans la conduite de décharge 43 et dont la pression de fermeture peut être régalée à la pression résiduelle de carburant désirée. Le clapet anti-retour 84 constitue l'organe de transition entre la partie 56 de la conduite de décharge 43 et la conduite de retour 46, et il est vissé dans un alésage taraudé 85 du corps de distributeur 44, et réglable axialement par vissage en vue du réglage de la pression résiduelle de carburant.
On explique plus précisément ci-après le fonctionnement de ces exemples d'exécution (figures 3 et 4) à propos d'un cycle complet d'ouverture-fermeture. On admettra comme position initiale l'état où la sortie hydraulique de commande 76 de la soupape de commande 26 est raccordée à la conduite de décharge 30 du circuit hydraulique de commande.
Si maintenant le transmetteur électronique 21 donne à l'étage électrique de commande 27 de la soupape de commande 26 une impulsion de début d'injection, par le canal de commande 25, l'étage hydrounécanique de commande 28 de cette soupape est actionné de telle sorte que la sortie de commande 76 est déconnectée de la conduite de décharge 30 et raccordée à la conduite de pression de commande 29 du circuit hydraulique de commande, ce qui a pour conséquence que la chambre de pression de fermeture 77 de la soupape de décharge 24 est alimentée en pression de commande en même temps que la chambre de pression d'ouverture 34 de la soupape d'amont 23. il en résulte, dans l'exemple d'exécution de la figure 3, une augmentation de la pression de fermeture de la soupape de décharge 24, déjà fermée précédemment par l'action du ressort de compression 80, et la pression totale qui agit alors dans le sens de fermeture est supéc rieure à la pression du carburant amené à l'injecteur 5 pendant un processus d'injection. Dans l'exemple d'exécution de la figure 4, la mise sous pression de la chambre de pression de fermeture 77 cause une fermeture de la soupape de décharge 24 précédemment ouverte. La fermeture de la soupape de décharge 24 s'effectue alors légèrement en avance sur l'ouverture de la soupape d'amont 23, bien que la chambre de pression de fermeture 77 de la soupape de décharge 24 et la chambre de pression d'ouverture 34 de la soupape d'amont soient alimentées simultanément en pression.Cette avance est due au fait que la différence de pression des forces antagonistes, s'exerçant sur la soupape de décharge 24, a été choisie plus grande que pour la soupape d'amont 23.
Donc, bien que sa chambre de pression d'ouverture 34 soit alimentée en même temps que la chambre de pression de fermeture 77 de la soupape de décharge 24, la soupape d'amont 23 s'ouvre en tout cas alors que la soupape de décharge 24 est fermé. L'ouverture de la soupape d'amont 23 est assurée par la pression régnant dans la chambre de pression d'ouverture 34, qui agit sur la surface de raccordement 61 de la troisième partie 60 du piston de commande 31, dans le sens d'ouverture, et, avec assistance de la pression ae carburant agissant sur la surface de raccordement 59 dans la chambre collectrice de carburant 49, amène ce piston à la position d'ouverture ou l'amenée de carburant à la conduite d'arrivée de carburant 17 de l'injecteur 5 raccordé est libérée, de sorte que le processus d'injection peut se dérouler.
Aussitôt que le transmetteur 21 donne, par le canal de commande 25 à la soupape de commande 26, un ordre de fin d'injection, l'étage hydro-mécanique de commande 28, commandé par l'étage électrique de commande 27, commute de façon interne. De ce fait, la sortie hydraulique de commande 76 de la soupape de commande 26 est coupée de l'alimentation en pression par la conduite de pression de commande 29, et raccordée à la conduite de décharge 30, ce qui fait que la chambre de pression d'ouverture 34 de la soupape d'amont 23 et la chambre de pression de fermeture 77 de la soupape de décharge sont déchargées simultanément.La soupape d'amont 23 se ferme ensuite sous la force maintenant prédominante de la pression de carburant agissant dans la chambre de pression de fermeture 35, sur la surface frontale extérieure 63 du piston de commande 31, de sorte que l'obturateur 36 est à nouveau poussé sur son siège 51 de de la partie 50 du canal intermédiaire de carburant 45 et que l'amenée de carburant à la conduite d'arrivée de carburant 17 de l'injecteur correspondant 5 est interrompue.
En outre, du fait que la chambre de pression de fermeture 77 est maintenant déchargée, la soupape de décharge 24 s'ouvre sous l'action de la pression de carburant qui règne dans l'alésage d'étranglement 53, de sorte que le carburant qui se trouve dans la conduite d'amenée de carburant 17 de l'injecteur 5 raccordé et dans la partie partiellement fermée du canal intermédiaire de carburant 45 se décharge en pression par la conduite de décharge 43. Dans l'exemple d'exécution de la figure 3, cette décharge du carburant s'effectue jusqu'à un niveau égal ou légèrement inférieur à la force de pression de fermeture du ressort de compression 80, agissant dans le sens de fermeture.Quand ce niveau de pression résiduelle est atteint, l'obturateur 42 du piston de commande 37 de la soupape de décharge 24 est à nouveau poussé sur son siège 54 par la force du ressort de compression 80, ce qui fait que la conduite de décharge 43 est à nouveau fermée. Dans l'exemple d'exécution de la figure 4, l'ouverture de la soupape de décharge 24 s'effectue de la même façon que dans celui de la figure 3, un peu plus rapidement, cependant étant donnée la différence de pression plus grande. La décharge de la conduite d'arrivée de carburant 17 de l'injecteur 5 raccordé s'effectue ici encore par les mêmes voies que dans l'exemple de la figure 3, mais dans la solution selon la figure 4 elles s'effectue jusqu'à un niveau de pression résiduelle fixé par la force de fermeture établie au niveau du clapet anti-retour 84. Par suite de cette pression résiduelle dans la conduite de décharge 43, la soupape de décharge 24 reste ouverte jusqu'à ce que la chambre de pression de fermeture 77 soit à nouveau mise sous pression.
Ce cycle de manoeuvre se répète h chaque proches sus d'injection.
Quelques avantages de la disposition selon llin- vention sont indiqués ci-après. Le distributeur d'amont selon l'invention est de constitution simple et robuste, et convient donc particulièrement au fonctionnement à l'huile lourde, et en outre il peut être fabriqué facilement et donc économiquement. I1 prend peu de place et peut être monté avec des moyens réduits à l'endroit approprié du moteur et adjoint à chaque injecteur de celui-ci. En outre, le distributeur d'amont selon l'invention assure un niveau de sécurité très élevé contre les perturbations de l'appareil d'injection.
Ainsi par exemple, dans le cas ou une aiguille d'injecteur reste bloquée levée en position d'ouverture, une injection incontrlée de carburant dans une chambre de combustion est empêchée efficacement grâce au fait que l'amenée de carburant aux injecteurs ne peut s'effectuer qu'à des moments tout à fait déterminés, sous la commande du transmetteur électronique et des soupapes d'amont et que donc, une quantité déterminée de carburant seulement peut arriver aux chambres de combustion.D'autre part, mveme en cas de perturbations du système électrique de commande ou du circuit hydraulique de commande, on est assuré que les soupapes d'amont ne peuvent pas rester en position d'ouverture, ce qui entrainerait une amenée continuelle de carburant aux injecteurs, puisque les soupapes d'amont sont constamment sollicitées dans le sens de fermeture par leurs chambres de pression de fermeture, sous la pression de carburant qui règne dans celles-ci, et qu'en cas de perturbations, elles restent en position de fermeture. Ce dernier a un autre avantage, à savoir que l'on peut effectuer des réparations du système électrique ou remédier à des dommages du circuit hydraulique de commande, pratiquement tout à fait indépendamment des dispositifs d'amenée de carburant aux injecteurs.En outre, étant donné que, selon l'invention, le distributeur d'amont est adjoint à n'importe quel injecteur à aiguille classique sollicité par ressort, en combinaison avec la commande par microprocesseur, il est possible de commander l'injection de façon optimale en ce qui concerne la consommation de carburant, l'émission de substances nocives etc. dans toute plage de charge du moteur à combus- tion interne. Un autre avantage non négligeable de 1'injection commandée par microprocesseur en passant par le distributeur d'amont selon l'invention est qu'au lieu des pompes d'injection coûteuses nécessaires antérieurement, avec pistons réglables, on peut utiliser des pompes à carburant relativement plus simples, et que l'on peut aussi supprimer la tringlerie et les installations de régulation des ces pompes d'injection, ainsi que leur commande coûteuse par l'arbre à cames.
Claims (14)
1.- Dispositif d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne,comportant au moins une pompe à carburant, qui amène du carburant d'un réservoir à une chambre de réserve et aussi, par des conduites d'amenée de carburant partant de celle-ci, à des injecteurs qui lui sont raccordés, et dont chacun comporte, dans un corps, une aiguille d'injecteur sollicitée vers la position de fermeture par un ressort de compression, une chambre collectrice de carburant ainsi qu'une conduite d'arrivée de carburant à celle-ci, raccordée à la conduite d'amenée de carburant correspondante et pouvant être fermée ou libérée, au moyen d'un obturateur, commandé par un distributeur d'amont pouvant recevoir des impulsions électriques d'un transmetteur commandé en synchronisme avec le moteur, dispositif caractérisé par les points suivants - chaque distributeur d'amont (18) associé à un injecteur (5), présente une soupape d'amont (23), une soupape de décharge (24) et, pour commander celles-ci, une soupape de commande (26, 27, 28) branchée dans un circuit hydraulique de commande (29, 30) et pouvant recevoir des impulsions de manoeuvre d'un transmetteur électronique (21), - chaque soupape d'amont (23) et chaque soupape de décharge (24) comportent un piston de commande (31, 37), et à chacun des ces pistons est adjointe une chambre de pression d'ouverte ture (34, 40), reliée par un canal (32, 38) à l'une de deux sorties hydrauliques de commande (33, 39) de la soupape de commande (26), - le piston de commande (31) de chaque soupape d'amont (23) est, en outre, constamment alimenté dans le sens de fermeture par l'intermédiaire d'une chambre de pression de fermeture (35), soumise à la pression de carburant amené, et comporte un obturateur (36) au moyen duquel l'amenée de carburant à l'injecteur (5) correspondant peut être interrompue ou libérée, - le piston de commande (37) de chaque soupape de décharge (24) est constamment sollicité dans le sens de fermeture par un ressort de compression (41) et comporte un obturateur (42) au moyen duquel une conduite de décharge (43, 53, 56), se détachant de la conduite de carburant (17, 52) peut être fermée ou libérée, - les chambres de pression d'ouverture (34, 40) de la soupape d'amont (23) et de la soupape de décharge (24) peuvent être raccordées alternativement, sous la commande de la soupape de commande (26), à une conduite de pression de commande (29) ou à une conduite de décharge (30) du circuit hydraulique de commande.
2.- Dispositif d'injection
de carburant Tzollr moteurs à aorabustion interne, comportant au moins une pompe à carburant,qui amène du carburant d'un réservoir à une chambre de réserve et aussi, par des conduites d'amenée de carburant partant de celle-ci, à des injecteurs qui lui sont raccordés, et dont chacun comporte, dans un corps, une aiguille d'injecteur sollicitée vers la position de fermeture par un ressort de compression, une chambre collectrice de carburant ainsi qu'une conduite d'arrivée de carburant à celle-ci, raccordée à la conduite d'amenee de carburant correspondante et pouvant être fermée ou libérée, au moyen d'un obturateur, commandé par un distributeur d'amont pouvant recevoir des impulsions électriques d'un transmetteur commandé en synchronisme avec le moteur, dispositif caractérisé par les points suivants - chaque distributeur d'amont (18) associé à un injecteur (5) présente une soupape d'amont (23), une soupape de decharge (24) et, pour commander celles-ci, une soupape de commande branchée dans un circuit hydraulique de commande (29, 30) munie d'une seule sortie hydraulique de commande (76), et pouvant recevoir des impulsions de manoeuvre d'un transmetteur électronique (21), - la soupape d'amont (23) comporte un piston de commande (31) auquel est adjointe une chambre de pression d'ouverture (34) reliée par un canal (79) à la sortie de commande (76) de la soupape de commande (26), ce piston est en outre constamment alimenté dans le sens de fermeture par l'intermédiaire d'une chambre de pression de fermeture (35) exposée à la pression de carburant amené et comporte un obturateur (36) au moyen duquel l'amenée de carburant à l'injecteur (5) correspondant peut être interrompue ou libérée, - la soupape de décharge (24) présente un piston de commande (37) auquel est adjointe une chambre de pression de fermeture (77) reliée par un canal (78) à la sortie de commande (76) de la soupape de commande, et qui comporte un obturateur (42) au moyen duquel une conduite de décharge (43, 53, 56) se détachant de la conduite de carburant (17, 52) peut être fermée ou libérée, - à la soupape de décharge (24) est adjoint un dispositif (80, 82, 84) servant à assurer une pression résiduelle dans la conduite d'arrivée de carburant (17) de l'injecteur raccordé (5), -la chambre de pression d'ouverture (34) de la soupape d'amont (23) ainsi que la chambre de pression de fermeture (77) de la soupape de décharge (24) peuvent être raccordées simultanément, sous la commande de la soupape de commande (26), à une conduite de pression de commande (29) ou à une conduite de décharge (30) du circuit hydraulique de commande et lorsque la chambre de pression de fermeture (77) de la soupape de décharge (24) est déchargée, cette soupape peut être ouverte par la pression de carburant régnant dans la conduite de carburant (50, 52, 17) fermée au niveau de la soupape d'amont, pour décharger cette pression.
3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la soupape d'amont (23) et la soupape de décharge (24) sont disposées dans un corps commun (44), qui porte la soupape de commande (26) et qui est de préférence fixé directement à un injecteur (5).
4.- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les pistons de commande (31, 37) de la soupape d'amont (23) et de la soupape de décharge (.34) sont alignés l'un avec l'autre axialement, dans des alésages correspondants du corps (44), qu'en outre un canal intermédiaire de carburant (45, 47, 50, 52) est raccordé par l'entrée à une conduite d'amenée de carburant (4) et par la sortie à la conduite d'arrivée de carburant (17) située à l'intérieur de l'injecteur, et que la conduite de décharge (43, 53, 56) se détache du canal intermédiaire de carburant (45) après la soupape d'amont (23), dans le sens d'écoulement du carburant, et débouche dans une conduite de retour (46) conduisant au réservoir (2).
5.- Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le canal intermédiaire de carburant (45) comporte, dans le corps (44), une première partie de canal (47) de laquelle se détache un canal de percée (48) menant à la chambre de pression de fermeture (.35) de la soupape d'amont (23) et débouchant dans une chambre collectrice de carburant (49) disposée coaxialement à l'axe du piston de commande de la soupape d'amont, et de laquelle se détache à nouveau une deuxième partie de canal (50), alignée axialement sur l'axe du piston de commande de la soupape d'amont, et présentant une partie rétrécie coniquement (.51), qui forme un siège pour l'obturateur conique (36) du piston de commande (31) de la soupape d'amont (23), et débouche dans une troisième partie de canal (52), qui lui est perpendiculaire, et qui est reliée par la sortie à la conduite d'arrivée de carburant (17) de l'injecteur (5) correspondant.
6.- Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5 caractérisé en ce que la conduite de décharge (43) se détache, dans le corps (44), sous la forme d'un alésage d'étranglement (53), de la troisième partie (52) du canal intermédiaire de carburant (45), dans l'alignement axial de la deuxième partie (50) de celui, et débouche, par un élargissement conique (54), qui forme un siège pour l'obtu- rateur conique (42) disposé sur le piston de commande (37) de la soupape de décharge (24), dans une chambre collectrice (55), de laquelle part à nouveau une partie de la conduite (56) située à l'intérieur du corps et menant à la conduite de retour (46).
7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le piston de commande (31) de la soupape d'amont (23) présente une première partie cylindrique de piston (57), portant à son extrémité l'obturateur conique (36), à laquelle fait suite vers l'arrière une deuxième partie cylindrique (58) de plus grand diamètre, la surface annulaire de raccordement (59) entre les deux parties de piston (57, 58) étant exposée à la pression de carburant régnant dans la chambre collectrice de carburant (49), de manière à agir dans le sens d'ouverture de la soupape d'amont (23), qu'en outre, à la deuxième partie de piston (58) fait suite une troisième partie cylindrique (60) de diamètre à nouveau plus grand, et que la surface annulaire de raccordement (61) forme la surface de pression agissant dans le sens d'ouverture de la soupape d'amont (23), et pouvant être soumise à la pression de la chambre de pression d'ouverture (34) et qu'enfin, à la troisième partie de piston (60) fait suite une quatrième partie cylindrique (62) de diamètre plus petit, dont la surface frontale extérieure (63) forme la surface de pression agissant, à l'intérieur de la chambre de pression de èrmetu- re (35), dans le sens de fermeture.
8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le piston de commande (37) de la soupape de décharge (24) présente une première partie cylindrique de piston (64), portant à son extrémité l'obturateur conique (42), à laquelle fait suite vers l'arrière une deuxième partie cylindrique (65), de plus grand diamètre, à laquelle fait suite une troisième partie cylindrique (.66) de diamètre encore plus grand, suivie d'une quatrième partie cylindrique (67) de diamètre plus petit, disposée de manière à pouvoir coulisser axialement avec la troisième partie de piston (66) à l'intérieur d'une chambre de pression (68), dans le corps de distributeur (44).
9.- Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que la chambre de pression d'ouverture (40) de la soupape de décharge (24) est formée par une déformation annulaire (69) du corps de distributeur (44) disposée dans la région de la surface annulaire de raccordement (70) entre les première et deuxième parties de piston (64, 65) du piston de commande (37), surface qui forme la surface de pression agissant dans le sens d'ouverture de la soupape de décharge (24).
10.- Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que la chambre de pression d'ouverture (71) de la soupape de décharge (24) est formée d'une chambre limitée par la surface frontale antérieure (72) de la troisième partie de piston (66) tournée vers l'obturateur (42) du piston de commande (37) ainsi que par la surface antérieure de fond (73) de la chambre de pression (68) et sa surface cylindrique de paroi, la surface frontale annulaire antérieure (72) de la troisième partie de piston formant la surface de pression qui agit dans le sens d'ouverture de la soupape de décharge (24).
11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications S à 10 caractérisé en ce que la quatrième partie (67) du piston de commande (37) de la soupape de décharge (24) forme un élément de guidage pour le ressort de compression (41) agissant dans le sens de fermeture et enserré entre la surface frontale postérieure (74) de la troisième partie de piston (66) et la surface postérieure de fond (75) de la chambre de pression (68), ainsi qu'un élément de butée limitant la course du piston de commande (37) dans le sens d'ouverture.
12.-. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que la chambre de pression de fermeture (77) de la soupape de décharge (24) est formée par la chambre de pression (68), et que la surface annulaire postérieure de raccordement (74) de la troisième partie (66) du piston de commande (37) forme la surface de pression agissant dans le sens de fermeture.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 et 12 caractérisé en ce que le dispositif adjoint à la soupape de décharge (24) pour assurer la pression résiduelle dans la conduite d'arrivée de carburant (17) d'un injecteur raccordé (5) est formé d'un ressort de compression (80), qui est guidé par la quatrième partie (67) du piston de commande (37-)et enserré entre la surface frontale postérieure < .74) de la troisième partie de piston (66) et la surface frontale (81) d'une vis de réglage (82), que laon peut régler axialement dans le corps de distributeur (44) pour régler la force de fermeture du ressort de compression (80), et donc la pression résiduelle de carburant.
14.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 et 12 caractérisé en ce que le dispositif adjoint à la soupape de décharge (24) pour assurer une pression résiduelle dans la conduite d'amenée de carburant (17) d'un injecteur raccordé (5) est formé d'un clapet anti-retour (84) interposé dans la conduite de décharge (43, 56) et dont la pression de fermeture est réglable à la pression résiduelle de carburant désirée.
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