FR2748530A1 - Procede et dispositif de regulation de debit volumique de carburant - Google Patents
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Abstract
Selon ce procédé et ce dispositif, à partir d'une pression limite, du carburant s'échappe de l'accumulateur à haute pression (5) par une valve à haute pression (4) et le débit volumique de carburant entre la pompe de circulation (1) et la pompe haute pression (3) fait l'objet d'une régulation en fonction du débit de carburant d'échappement.
Description
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de régulation
du débit volumique de carburant qui est envoyé d'une pompe de circulation à une pompe haute pression. La régulation du débit volumique de carburant à l'entrée d'une pompe haute pression, qui refoule le carburant dans un accumulateur à haute pression d'un dispositif d'injection à passage transversal commun de distribution de carburant, dit "common rail", d'un moteur à combustion interne, exige un réglage adapté rendu optimal, étant donné que, d'une part, on doit avoir l'assurance que suffisamment de carburant soit fourni à la pompe haute pression en fonction des conditions de fonctionnement du moteur à combustion interne et que, d'autre part en revanche, la pompe haute pression ne doit pas envoyer un excès de carburant dans l'accumulateur à haute pression, puisque l'excès de carburant est renvoyé par une valve à haute pression dans le réservoir du moteur à combustion interne et entraîne donc un échauffement du carburant contenu dans le réservoir. En outre, de ce fait, une quantité inutile de carburant est soumise à une compression élevée par la pompe haute pression et crée ainsi une perte
inutile de puissance.
EP 0 299 337 A2 décrit un procédé et un dispositif, de régulation du débit volumique de carburant qui est envoyé d'une pompe de circulation à une pompe haute pression, pour lesquels il est prévu, disposé entre la pompe de circulation et la pompe haute pression, un étranglement réglable qui est réglé par un appareil de commande. Une unité de calcul surveille la pression de carburant dans l'accumulateur à haute pression et commande l'étranglement réglable en fonction du besoin du moteur à combustion interne en carburant et en fonction de la
pression du carburant dans l'accumulateur à haute pression.
La régulation de la pression du carburant dans l'accumulateur à haute pression est relativement complexe et, dans le procédé décrit, ce sont aussi bien la pression du carburant que la consommation prévisible du moteur à combustion interne qui doivent être déterminées et c'est à partir de ces dernières qu'une section d'ouverture de l'étranglement réglable doit être calculée par l'unité de calcul. L'invention a pour but de fournir un procédé simple et un dispositif simple de régulation du débit volumique de carburant d'une pompe de circulation qui est destiné à une
pompe haute pression.
Pour atteindre ce but, l'invention a pour objet un procédé de régulation du débit volumique de carburant envoyé d'une pompe de circulation à une pompe haute pression raccordée à un accumulateur à haute pression, caractérisé en ce qu'à partir d'une pression limite, du carburant s'échappe de l'accumulateur à haute pression par une valve à haute pression et en ce que le débit volumique de carburant entre la pompe de circulation et la pompe haute pression fait l'objet d'une régulation en fonction du
débit de carburant d'échappement.
Suivant des formes de réalisation et perfectionnements avantageux de l'invention, il peut être prévu: - que la régulation du débit volumique de carburant s'effectue par variation de la pression du carburant entre la pompe de circulation et la pompe haute pression, - que la régulation du débit volumique de carburant s'effectue par variation de la pression du carburant entre la pompe de circulation et la pompe haute pression et par variation de la section transversale de la conduite de liaison entre la pompe de circulation et la pompe haute pression. Dans le même but, l'invention a pour objet un dispositif de régulation du débit volumique de carburant envoyé d'une pompe de circulation à une pompe haute pression, caractérisé en ce qu'il est prévu un boîtier dans lequel est ménagée une chambre de piston dans laquelle un conduit d'entrée et un conduit de décharge débouchent, en ce que, dans le boîtier, il est prévu un conduit de référence traversant qui communique aussi avec la chambre de piston, en ce qu'un piston de commande mobile est disposé dans la chambre de piston, ce piston de commande comprenant une première partie de piston et une seconde partie de piston coopérant avec la première partie de piston, en ce que la première partie de piston coopère avec le conduit de référence et assure l'étanchéité du conduit de référence vis-à-vis de la chambre de piston, en ce que, dans une position de repos, la seconde partie de piston ouvre une section transversale de communication, pouvant être préfixée, entre le conduit d'entrée et le conduit de décharge, en ce que, lorsque la pression dans le conduit de référence augmente, la première partie de piston est déplacée et exerce ainsi une force sur la seconde partie de piston, de sorte que la seconde partie de piston est déplacée de façon telle que la section transversale de communication entre le conduit de décharge et le conduit
d'entrée est augmentée.
Suivant des formes de réalisation et perfectionnements avantageux de l'invention, il peut être prévu: - que la seconde partie de piston ait un plus grand diamètre que la première partie de piston, que la première partie de piston fasse saillie dans le conduit de référence et assure l'étanchéité de la chambre de piston dans la zone située entre le conduit de référence et le conduit d'entrée, que la première partie de piston s'étende jusqu'au-delà de la zone dans laquelle le conduit d'entrée débouche dans la chambre de piston et dans laquelle la chambre de piston présente un plus grand diamètre que la première partie de piston, que la première partie de piston soit directement solidaire de la seconde partie de piston, que la seconde partie de piston soit adaptée à la chambre de piston de façon telle que la seconde partie de piston assure l'étanchéité de la chambre de piston, que, dans une position de repos, le piston de commande soit disposé de façon telle que la seconde partie de piston ouvre partiellement le conduit de décharge et que le piston de commande puisse être déplacé par la pression de carburant régnant dans le conduit de référence, à l'encontre d'un élément de ressort, d'une façon telle que la seconde partie de piston libère une section transversale d'ouverture plus grande entre le conduit de décharge et la chambre de piston, - que la première partie de piston et la seconde partie de piston soient reliées par un deuxième élément de ressort, que la seconde partie de piston soit montée élastiquement, par l'intermédiaire d'un troisième élément de ressort, à l'encontre d'un déplacement en direction du conduit de référence, qu'entre la première et la seconde parties de piston, il soit ménagé une chambre de régulation dont l'étanchéité est assurée par la première et la seconde parties de piston, que le conduit d'entrée débouche dans la chambre de régulation et un conduit de sortie part de la chambre de régulation et que la première et la seconde parties de piston et le premier, le deuxième et le troisième éléments de ressort soient agencés de façon telle que le conduit de sortie est ouvert, en fonction de la pression de carburant dans le conduit de référence, à une section transversale pouvant être préfixée et que le conduit de décharge est ouvert à une autre section transversale pouvant être préfixée, - que le conduit d'entrée communique par une conduite de liaison avec la conduite d'entrée d'une pompe de circulation qui relie la pompe de circulation à la pompe haute pression, que le conduit de référence soit raccordé à une conduite d'échappement qui est reliée à un accumulateur à haute pression par l'intermédiaire d'une valve à haute pression et que le conduit de décharge et le conduit de référence communiquent avec un réservoir, - que le conduit d'entrée soit relié à la conduite d'une pompe de circulation, qu'une conduite d'alimentation mène du conduit de sortie à une pompe haute pression, qu'une conduite d'échappement soit raccordée à un conduit de référence, cette conduite d'échappement étant reliée à la zone à haute pression d'un dispositif d'injection par l'intermédiaire d'une valve à haute pression, et que le conduit de décharge et le conduit de référence communiquent avec un réservoir, - que le conduit de référence communique avec le
conduit de décharge par l'intermédiaire d'un étranglement.
Dans le même but également, l'invention a aussi pour objet un dispositif de régulation du débit volumique de carburant envoyé d'une pompe de circulation à une pompe haute pression, caractérisé en ce qu'il est prévu un boîtier comportant une chambre de piston dans laquelle un conduit d'entrée et un conduit de décharge débouchent d'une manière décalée l'un vis-à-vis de l'autre suivant la direction longitudinale de la chambre de piston, en ce que, dans la chambre de piston, un piston de commande mobile est disposé entre le débouché du conduit de décharge et le débouché du conduit d'entrée (d'une façon telle que, dans une position de repos, le piston de commande ouvre une section transversale de communication, pouvant être préfixée, entre le conduit de décharge et le conduit d'entrée et en ce qu'il est prévu des moyens soumettant le piston de commande à l'action d'une force de référence qui s'exerce en direction du conduit d'entrée, de sorte que, lorsque la force de référence croît, le conduit de décharge est fermé davantage et la pression dans le conduit d'entrée augmente. Suivant des formes de réalisation et perfectionnements avantageux de l'invention, il peut être prévu: - que le piston de commande coopère avec une membrane qui transmet la force de référence au piston de commande, - que la force de référence soit produite par la pression d'admission d'un turbocompresseur à suralimentation d'un moteur à combustion interne, - que les moyens comprennent une tige de piston qui est reliée au piston de commande et qui parvient jusqu'à un raccord) du boîtier en passant par un alésage, de sorte que la tige de piston transmet au piston de commande la pression qui est appliquée au raccord. On obtient ainsi un procédé simple et un dispositif simple grâce au fait que le débit volumique de carburant destiné à la pompe haute pression fait l'objet d'une régulation en fonction du débit volumique de carburant avec lequel un excès de carburant est évacué de la zone à haute pression du dispositif d'injection par une valve à haute pression. Ainsi, le débit de refoulement de la pompe haute pression est adapté d'une manière simple au besoin grâce à
une autorégulation.
L'invention est exposée en détail en regard des figures. On voit: à la figure 1, un dispositif de régulation du débit volumique de carburant à section d'étranglement constante et à variation de la pression d'entrée, à la figure 2, un dispositif de régulation du débit volumique de carburant à variations simultanées de la section d'étranglement et de la pression d'entrée, à la figure 3, une valve de régulation de pression comportant une membrane et, à la figure 4, une valve de régulation de pression
comportant un piston à épaulement.
L'invention est exposée ci-après en détail en regard des figures: La figure 1 représente un système d'injection à passage transversal commun de distribution de carburant (common-rail) comprenant une pompe de circulation 1 qui pompe le carburant à partir d'un réservoir 19 vers une conduite de refoulement 32 menant à une pompe haute pression 3 en passant par un étranglement 13 à section constante et qui, en amont de l'étranglement 13, est reliée au conduit d'entrée 7 d'une valve de régulation de pression 2 par une conduite de liaison 33. La pompe haute pression 3 est raccordée par une conduite à haute pression 34 à un accumulateur à haute pression 5 qui communique avec des valves d'injection 6 par une conduite d'injection 35. La conduite à haute pression 34 est reliée à un conduit d'échappement 8 de la valve de régulation de pression 2, qui' constitue un conduit de référence, par une valve à haute pression 4 et une conduite d'échappement 39. La valve de régulation de pression 2 assure la régulation du débit volumique de carburant, que la pompe de circulation 1 met à la disposition de la pompe haute pression 3, par une variation de pression du carburant dans la conduite de refoulement 32 à l'entrée de l'étranglement 13, en fonction du débit volumique de carburant qui s'échappe de la valve à haute pression 4. Un conduit d'évacuation 37 de la valve de régulation de pression 2, qui communique avec le conduit d'échappement 8 par un orifice calibré d'échappement 12,
est raccordé au réservoir 19.
La structure de la valve de régulation de pression 2 est exposée ci- après en détail: la valve de régulation de pression 2 comprend un boîtier 36 dans lequel sont ménagés le conduit d'entrée 7 et le conduit d'échappement 8. Ce conduit d'entrée 7 et ce conduit d'échappement 8 sont disposes parallèlement l'un à l'autre, tandis qu'une chambre de piston 38, qui s'étend perpendiculairement au conduit d'entrée 7 et au conduit d'échappement 8, fait communiquer entre eux ce conduit d'entrée 7 et ce conduit d'échappement 8. Un piston de commande 10 mobile est disposé dans la chambre de piston 38, ce piston de commande s'étendant devant le conduit d'entrée 7 et en direction du
conduit d'échappement 8 et étant monté élastiquement vis-à-
vis du boîtier 36 au moyen d'un ressort de maintien de pression 11, de sorte que ce ressort de maintien de pression 11 s'oppose à un déplacement du piston de commande en direction du conduit d'entrée 7. Une butée est avantageusement prévue, de sorte que le déplacement du piston de commande 10 en direction du conduit d'échappement est limité. Le piston de commande 10 est adapté à la chambre de piston 38, de sorte que l'étanchéité de cette chambre de piston 38 est assurée entre le conduit d'entrée 7 et le conduit d'échappement 8. Outre une première partie de piston 16, le piston de commande 10 comporte une seconde partie de piston 14 qui a un plus grand diamètre que la première partie de piston 16. A partir du conduit d'échappement 8, la première partie de piston 16 s'étend, en passant par-dessus le conduit d'entrée 7, jusque dans une zone supérieure de la chambre de piston 38 dont le diamètre est adapté à la seconde partie de piston 14 de façon que cette seconde partie de piston 14 assure l'étanchéité de la zone supérieure de la chambre de piston 38. Un conduit de décharge 9 est ménagé latéralement dans la chambre de piston 38 au-dessus du conduit d'entrée 7 dans la zone de la seconde partie de piston 14, l'étanchéité de ce conduit de décharge 9 étant assurée, à l'exception d'une section transversale pouvant être préfixée, par la seconde partie de piston 14 dans la position de repos du piston de commande 10, le ressort de maintien de pression 11 étant conçu en conséquence. Le conduit de décharge 9 communique par un conduit de liaison 26 avec la zone de la chambre de piston 38 dans laquelle le ressort de maintien de pression 11 est disposé. En outre, le conduit de décharge 9 communique par un conduit de retour 22 avec le conduit d'évacuation 37 qui est raccordé au réservoir 19. Le conduit d'échappement 8 communique aussi avec le conduit d'évacuation 37, un orifice calibré d'échappement 12 étant monté dans le conduit d'échappement 8 entre la zone dans laquelle le piston de commande 10 fait saillie dans ce conduit d'échappement 8 et le conduit
d'évacuation 37.
Le fonctionnement de la valve de régulation de pression 2 est exposé ciaprès: si la pression de carburant dans l'accumulateur à haute pression 5 est située au-dessous d'une valeur de consigne préfixée, la valve à haute pression 4 n'éjecte pas de carburant. Il en résulte que le piston de commande 10 fait saillie dans le conduit d'échappement 8 d'une manière correspondant à la précontrainte du ressort de maintien de pression 11 et obture le conduit de décharge 9 par sa partie supérieure 14 dans une mesure telle qu'il s'établit dans la conduite de refoulement 32 et sur l'étranglement 13 la pression maximale possible déterminée par la conception du ressort
de maintien de pression 11 et par la surface de piston 10a.
De cette manière, sur le débit volumique de carburant refoulé par la pompe de circulation 1, la partie en excès est renvoyée au réservoir 19 par le conduit de décharge 9 et le conduit d'évacuation 37. Le débit volumique de carburant devant être refoulé par la pompe haute pression 3 est envoyé à cette dernière par la conduite de refoulement
32 et l'étranglement 13.
L'étranglement 13 est dimensionné de façon que, pour la pression maximale possible dans la conduite de refoulement 32 et pour une vitesse de rotation faible à moyenne de la pompe haute pression 3, cet étranglement 13 laisse passer plus de carburant que la pompe haute pression 3 n'en a besoin. Ce n'est que pour une vitesse de rotation élevée de la pompe haute pression 3 et/ou lorsque la pression diminue dans la conduite de refoulement 32 que l'étranglement 13 devient actif, ainsi que cela est décrit ci-après: Si la pression de carburant est trop élevée dans l'accumulateur à haute pression 5 et donc aussi dans la conduite à haute pression 34, du carburant est renvoyé au réservoir 19 par la valve à haute pression 4 en passant par la conduite d'échappement 39, le conduit d'échappement 8, l'orifice calibré 12 et le conduit d'évacuation 37. Il en résulte que, sous l'action de la pression du carburant passant dans le conduit d'échappement 8, le piston de commande 10 est déplacé à l'encontre de l'action du ressort de maintien de pression 11 et qu'ainsi la section transversale de communication entre le conduit de décharge 9 et le conduit d'entrée 7 est ouverte davantage. Ainsi, par la conduite de refoulement 32, plus de carburant est renvoyé au réservoir 19 en passant par le conduit d'entrée
7, le conduit de décharge 9 et le conduit d'évacuation 37.
Cela entraîne un abaissement de la pression de carburant dans la conduite de refoulement 32 à l'entrée de l'étranglement 13 et donc à un abaissement du débit volumique de carburant que la pompe de circulation 1 met à la disposition de la pompe haute pression 3. Ainsi, moins de carburant est pompé par la pompe haute pression 3 pour l'envoyer dans l'accumulateur à haute pression 5 et, étant donné qu'en même temps, du carburant est prélevé par les valves d'injection 6 à partir de l'accumulateur à haute pression 5, la pression du carburant dans cet accumulateur à haute pression 5 est abaissée. Il peut aussi se produire un abaissement de pression dans l'accumulateur à haute pression 5 lorsqu'il n'est pas prélevé de carburant par les valves d'injection 6, étant donné que la valve à haute pression 4 peut faire s'échapper plus de carburant qu'il
n'en est envoyé à la pompe haute pression 3.
Les conditions relatives de pression sont exposées plus précisément ciaprès. Le débit volumique de carburant que la valve à haute pression 4 laisse s'échapper produit en amont de l'orifice calibré d'échappement 12 une pression Pab qui exerce son action sur la seconde surface de pression lOb du piston de commande 10 qui est voisine du
conduit d'échappement 8.
La première surface de pression 10a du piston de commande 10, qui est réalisée sous forme d'une surface annulaire sur la seconde partie de piston et est voisine du conduit d'entrée 7, est soumise à l'action de la pression
de base Pvor qui règne dans la conduite de refoulement 32.
La pression de carburant maximale dans la conduite de refoulement 32 est préfixée par le ressort de maintien de pression 11 lorsqu'il n'est pas éjecté de carburant par la valve à haute pression 4. En fonctionnement, la pression de base s'établit de façon que règne un équilibre de toutes les forces agissant sur le piston de commande 10 et que l'arête de la surface de piston 10a et l'arête inférieure du conduit de décharge 9 soient situées approximativement au même niveau, de sorte que le conduit de décharge 9 est presque fermé. La dimension de l'étranglement d'entrée 13 et la valeur de la pression de base Pvor déterminent un débit volumique de carburant qui est envoyé à la pompe haute pression 3 et qui est égal à la somme du débit d'échappement Qab, que la valve à haute pression 4 laisse s'échapper, et du débit de refoulement Qw envoyé aux valves
d'injection 6.
La relation existant entre que le débit de refoulement effectif Qw, le débit de refoulement maximal Qw,m, qui dépend de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, de l'étranglement d'entrée 13 et de la pression de base maximale, et le débit d'échappement Qab éjecté par la valve à haute pression 4 est déterminée par l'équation suivante: Dans cette dernière, a désigne le rapport entre la première et la seconde surfaces de pression 0la, lOb. 6 est le rapport entre la section d'étranglement effective choisie pour l'orifice calibré d'échappement 12 et une valeur de référence de cette section. Pour cette valeur de référence et pour une valeur a = 1, la pression Pab dans le conduit d'échappement 8 en aval de la valve à haute pression 4 serait, pour une éjection totale, c'est-à-dire pour Qab = Qw,m, égale à la pression de base maximale possible Pvor,m. Au moyen des paramètres a et b, la valve de régulation de pression 2 est conçue d'une manière
adaptée aux différentes conditions imposées.
La figure 2 représente un dispositif d'injection à passage transversal commun de distribution de carburant (" common-rail ") correspondant à la figure 1, dans lequel toutefois le débit volumétrique de carburant envoyé à la pompe haute pression 3 fait l'objet d'une régulation, au moyen de la valve de régulation de débit volumique/pression combinée 44, non seulement par la pression de carburant dans la conduite de refoulement 32, mais aussi par la section transversale d'une fente d'étranglement 18. A cet effet, la conduite de refoulement 32 de la pompe de circulation 1 est raccordée au conduit d'entrée 7 de la valve de régulation de débit volumique/pression 40. Le conduit d'entrée 7 communique avec une chambre de régulation 21 qui communique aussi avec une fente d'étranglement 18 servant de sortie. La chambre de régulation 21 fait partie de la chambre de piston 38. A partir de la fente d'étranglement 18, une conduite
d'alimentation 41 mène à la pompe haute pression 3.
La conduite à haute pression 34 est reliée au conduit d'échappement 8 de la valve de régulation de débit volumique/pression 40 par la valve à haute pression 4 et une conduite d'échappement 39. Un conduit d'évacuation 37 de la valve de régulation de débit volumique/pression 40
est raccordé au réservoir 19.
La structure de la valve de débit volumique/pression est exposée ci- après en détail: le conduit d'entrée 7, la fente d'étranglement 18 et le conduit d'échappement 8 sont ménagés dans le boîtier 36 de la valve de régulation de débit volumique/pression 40 et communiquent avec la chambre de piston 38. Un ressort de maintien de pression 11 est disposé dans la zone supérieure de la chambre de piston 38. Un piston de pression 42 est disposé dans la chambre de piston 38 au contact du ressort de maintien de pression 11 et au-dessus du conduit d'entrée 7, ce piston de pression 42 assurant l'étanchéité de la chambre de piston 38. Le piston de pression 42 est monté élastiquement en appui sur le bottier 36, suivant la direction longitudinale de la chambre de piston 38, au moyen du ressort de maintien de pression 11. Un piston de régulation 43 est monté dans la chambre de piston 38 au voisinage de la fente d'étranglement 18, ce piston de régulation 43 étant accouplé élastiquement au piston de pression 42 par l'intermédiaire d'un ressort de régulation 44. Dans la chambre de piston 38, il est ménagé, entre le piston de régulation 43 et le conduit d'échappement 8, une chambre d'échappement 46 dans laquelle est disposé un ressort d'étranglement 45 qui assure un montage élastique du piston de régulation 43 en appui sur le boîtier 36 suivant la
direction longitudinale de la chambre de piston 38.
Le piston de régulation 43 assure l'étanchéité de la chambre de piston 38. Entre le piston de pression 42 et le piston de régulation 43, il est formé une chambre de régulation 21 avec laquelle le conduit d'entrée 7 et la fente d'étranglement 18 communiquent. Un conduit de décharge 9 est ménagé dans la chambre de piston 38 dans la zone du piston de pression 42, ce conduit de décharge 9 communiquant avec le conduit d'évacuation 37 par l'intermédiaire d'un conduit de retour 22. Le conduit d'échappement 8 communique ainsi avec le conduit d'évacuation 37 par l'intermédiaire de l'orifice calibré
d'échappement 12.
Le fonctionnement de la valve de régulation de débit volumique/pression 40 est exposé ci-après en détail. Si la pression de carburant dans l'accumulateur à haute pression et donc aussi dans la conduite à haute pression 34 est située au-dessous d'une valeur de consigne préfixée, la valve à haute pression 4 n'envoie pas de carburant au
conduit d'échappement 8 par la conduite d'échappement 39.
Il en résulte que le piston de régulation 43 et le piston de pression 42 se trouvent dans la position de repos dans laquelle le piston de régulation 43 libère la fente d'étranglement 18 et le piston de pression 42 obture le conduit de décharge 9 dans une mesure telle que la pression maximale fixée au moyen du ressort de maintien de pression 11, du ressort de régulation 44, du ressort d'étranglement et de la surface du piston de pression 42 s'établit dans la chambre de régulation 21. Ainsi, d'une part, le débit volumique de carburant refoulé par la pompe de circulation 1 passe par la conduite de refoulement 32, le conduit d'entrée 7, la chambre de régulation 21, la fente d'étranglement 18 et la conduite d'alimentation 41 de la pompe haute pression 3. D'autre part, la partie en excès du carburant refoulé par la pompe de circulation 1 retourne dans le réservoir 19 par le conduit de décharge 9 et le
conduit d'évacuation 37.
Si la pression de carburant dans l'accumulateur à haute pression 5 et donc dans la conduite à haute pression 34 est située au-dessus de la valeur de consigne, du carburant est envoyé par la valve à haute pression 4 et la conduite d'échappement 39 au conduit d'échappement 8, ce carburant étant dirigé vers le réservoir 19 par la chambre d'échappement 46, l'orifice calibré d'échappement 12 et le conduit d'évacuation 37. Il en résulte qu'il s'établit dans la chambre d'échappement 46 une pression de carburant qui déplace le piston de régulation 43 vers le haut en direction du piston de pression 42, de sorte que, d'une part, la section d'ouverture de la fente d'étranglement 18 est réduite par le piston de régulation 43 et que, d'autre part, le ressort de régulation 44 exerce une force sur le piston de pression 42, d'une façon telle que ce piston de pression 42 est déplacé en direction du ressort de maintien de pression 11 et accroît ainsi la section transversale ouverte entre la chambre de régulation 21 et le conduit de décharge 9, si bien qu'une faible pression s'établit dans la chambre de régulation 21. Du fait de l'abaissement de la pression dans la chambre de régulation 21 et du rétrécissement de la section d'étranglement 18, sur le débit volumique de carburant qui est envoyé par la pompe de circulation 1 dans la chambre de régulation 21 par l'intermédiaire de la conduite de refoulement 32, une partie plus grande retourne au réservoir 19 par le conduit de décharge 9 et le conduit d'évacuation 37, de sorte que la pompe de circulation 1 met un débit volumique de carburant plus petit à la disposition de la pompe haute
pression 3. Le débit volumique de carburant que la pompe de circulation 1 met à la
disposition de la pompe haute pression 3 fait l'objet d'une régulation en fonction de la pression de carburant dans la chambre d'échappement 46, cette pression de carburant dans la chambre d'échappement 46 augmentant avec le débit volumique de carburant qui est
fourni par la valve à haute pression 4.
Les conditions relatives de pression sont exposées plus précisément ciaprès. Le ressort de maintien de pression 11 détermine une pression de base maximale Pv,m qui règne dans la chambre de régulation 21 et donc dans la conduite d'alimentation 41. Le débit d'échappement Qab produit par la valve à haute pression 4 crée en amont de l'orifice calibré d'échappement 12 une pression Pab qui exerce son action sur le piston d'étranglement 43. Au moyen du ressort d'étranglement 45, la position du piston d'étranglement 43 est réglée d'une façon telle qu'en l'absence de débit d'échappement, le piston d'étranglement 43 libère complètement la fente d'étranglement 18. Le ressort de régulation 44 'transmet la pression Pab au piston de régulation de pression 42 en tenant compte de la
position du piston d'étranglement 43.
Les ressorts et les pistons sont avantageusement dimensionnés d'une manière identique, ce qui évite des confusions lors de l'assemblage. Il est par ailleurs avantageux que la valve de régulation de débit volumique/pression 40 forme un ensemble unitaire avec la
valve à haute pression 4.
En ce qui concerne les considérations qui suivent, on suppose que tous les ressorts possèdent les mêmes constantes élastiques et que, pour la pression de base maximale et en l'absence de débit d'échappement, le ressort de régulation 44 est sous contrainte. Cela implique des longueurs appropriées de précontrainte des ressorts. La pression de base est alors compensée par les précontraintes du ressort de maintien de pression 11 et du ressort d'étranglement 45. En outre, dans cette situation, la fente d'étranglement 18 est libérée par le piston de régulation
43 d'une manière exactement totale.
La relation existant entre le débit de refoulement Qw, envoyé aux valves d'injection 6, le débit de refoulement maximal possible Qw,m, déterminé par la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, la section transversale de la fente d'étranglement 18 et la pression de base maximale, et le débit d'échappement Qab est déterminée par l'équation suivante: QQ = ( 2)2QJ i (Qe)2 Dans cette dernière, 8 détermine le rapport entre la valeur effective de la section d'étranglement de l'orifice calibré d'échappement 12 et une valeur de référence, la pression de base Pab étant égale à la pression de base maximale possible Pv,m lorsque le débit de refoulement maximal Qw,m = Qa,b est éjecté. X désigne le rapport entre la longueur effective de la fente d'étranglement 18 parallèlement à la direction de déplacement du piston de régulation 43 et une longueur de référence. La longueur de référence de la fente d'étranglement 18 est telle que, lorsque Qab = Qw,m est éjecté, la pression qui s'établit est Pab = Pv,m et le piston de régulation 43 est déplacé d'une manière exactement totale par-dessus la fente
d'étranglement 18.
La valeur donnée au paramètre X à la conception permet d'adapter dans chaque cas la largeur de la fente d'étranglement d'une façon telle que la surface totale de cette fente d'étranglement reste identique. Ainsi, le débit de refoulement maximal Qw,m reste aussi identique. Au moyen de la relation indiquée, il est possible d'examiner, à l'aide de différents paramètres 6 et B, la manière dont le débit de refoulement effectif s'adapte à un débit de
refoulement voulu.
La figure 3 représente une première variante d'une valve de régulation de pression 2 qui comprend un boîtier 36 dans lequel est ménagé un conduit d'entrée 7 qui communique avec un conduit de décharge 9, alors que la section d'ouverture entre le conduit de décharge 9 et le conduit d'entrée 7 fait l'objet d'une régulation par un piston de commande 10 qui est monté élastiquement en appui sur le boîtier 36 au moyen d'un ressort de maintien de pression 11, d'une manière telle que la force élastique du ressort de maintien de pression 11 s'oppose à un élargissement de la section d'ouverture. En outre, le piston de commande 10 est rendu solidaire, par l'intermédiaire d'une tige de piston 25, d'une membrane 24 qui forme avec une partie du boîtier 36 une chambre de
référence 31 qui comporte un raccord 23.
Le fonctionnement de la valve de régulation de pression représentée à la figure 3 est exposé ci-après en détail: le conduit d'entrée 7 est par exemple raccordé à une conduite de liaison 33 d'une conduite de refoulement 32 conformément à la figure 1 et le conduit de décharge 9 communique directement avec un réservoir 19. Le raccord 23 communique par exemple avec la chambre de pression d'un turbocompresseur à suralimentation d'un moteur à combustion interne. La pression qui est produite par le turbocompresseur à suralimentation repousse la membrane 24 vers le bas, de sorte que le piston de commande 10 est aussi repoussé vers le bas. De cette manière, la pression régnant dans le conduit d'entrée 7 fait l'objet d'une régulation par la force s'exerçant sur le piston de
commande 10 et par la surface de ce piston de commande 10.
La figure 4 représente une autre réalisation d'une valve de régulation de pression 2 conforme à la figure 3, dans laquelle toutefois la membrane 24 est supprimée et une pression de référence, notamment la pression régnant dans l'accumulateur à haute pression du dispositif d'injection exerce son action directement sur la tige de piston 25. Il est possible aussi de prévoir, à la place de la membrane 24, un électro- aimant qui soumet le piston de commande 10 à
l'action d'une force appropriée.
Claims (13)
1. Procédé de régulation du débit volumique de carburant envoyé d'une pompe de circulation (1) à une pompe haute pression (3) raccordée à un accumulateur à haute pression (5), caractérisé en ce qu'à partir d'une pression limite, du carburant s'échappe de l'accumulateur à haute pression (5) par une valve à haute pression (4) et en ce que le débit volumique de carburant entre la pompe de circulation (1) et la pompe haute pression (3) fait l'objet d'une régulation en fonction du débit de carburant d'échappement.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la régulation du débit volumique de carburant s'effectue par variation de la pression du carburant entre
la pompe de circulation (1) et la pompe haute pression (3).
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la régulation du débit volumique de carburant s'effectue par variation de la pression du carburant entre la pompe de circulation (1) et la pompe haute pression (3) et par variation de la section transversale de la conduite de liaison entre la pompe de circulation (1) et la pompe
haute pression (3).
4. Dispositif de régulation du débit volumique de carburant envoyé d'une pompe de circulation (1) à une pompe haute pression (3) pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un boîtier (36) dans lequel est ménagée une chambre de piston (38) dans laquelle un conduit d'entrée (7) et un conduit de décharge (9) débouchent, en ce que, dans le boîtier (36), il est prévu un conduit de référence (8) traversant qui communique aussi avec la chambre de piston (38), en ce qu'un piston de commande (10) mobile est disposé dans la chambre de piston (38), ce piston de commande comprenant une première partie de piston (16) et une seconde partie de piston (14) coopérant avec la première partie de piston (16), en ce que la première partie de piston (16) coopère avec le conduit de référence
(8) et assure l'étanchéité du conduit de référence (8) vis-
à-vis de la chambre de piston (38), en ce que, dans une position de repos, la seconde partie de piston (14) ouvre une section transversale de communication, pouvant être préfixée, entre le conduit d'entrée (7) et le conduit de décharge (9), en ce que, lorsque la pression dans le conduit de référence (8) augmente, la première partie de piston (16) est déplacée et exerce ainsi une force sur la seconde partie de piston (14), de sorte que la seconde partie de piston (14) est déplacée de façon telle que la section transversale de communication entre le conduit de
décharge (9) et le conduit d'entrée (7) est augmentée.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la seconde partie de piston (14) a un plus grand diamètre que la première partie de piston (16), en ce que la première partie de piston (16) fait saillie dans le conduit de référence (8) et assure l'étanchéité de la chambre de piston (38) dans la zone située entre le conduit de référence (8) et le conduit d'entrée (7), en ce que la première partie de piston (16) s'étend jusqu'au-delà de la zone dans laquelle le conduit d'entrée (7) débouche dans la chambre de piston (38) et dans laquelle la chambre de piston (38) présente un plus grand diamètre que la première partie de piston (16), en ce que la première partie de piston (16) est directement solidaire de la seconde partie de piston (14), en ce que la seconde partie de piston (14) est adaptée à la chambre de piston (38) de façon telle que la seconde partie de piston (14) assure l'étanchéité de la chambre de piston (38), en ce que, dans une position de repos, le piston de commande (10) est disposé de façon telle que la seconde partie de piston (14) ouvre partiellement le conduit de décharge (9) et en ce que le piston de commande (10) peut être déplacé par la pression de carburant régnant dans le conduit de référence (8), à l'encontre d'un élément de ressort (11), d'une façon telle que la seconde partie de piston (14) libère une section transversale d'ouverture plus grande entre le conduit de
décharge (9) et la chambre de piston (38).
6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première partie de piston (43) et la seconde partie de piston (42) sont reliées par un deuxième élément de ressort (44), en ce que la seconde partie de piston (43) est montée élastiquement, par l'intermédiaire d'un troisième élément de ressort (45), à l'encontre d'un déplacement en direction du conduit de référence (8), en ce qu'entre la première et la seconde parties de piston (43, 42), il est ménagé une chambre de régulation (21) dont l'étanchéité est assurée par la première et la seconde parties de piston (43, 42), en ce que le conduit d'entrée (7) débouche dans la chambre de régulation (21) et un conduit de sortie (18) part de la chambre de régulation (21) et en ce que la première et la seconde parties de piston (42, 43) et le premier, le deuxième et le troisième éléments de ressort (11, 44, 45) sont agencés de façon telle que le conduit de sortie (18) est ouvert, en fonction de la pression de carburant dans le conduit de référence (8), à une section transversale pouvant être préfixée et que le conduit de décharge (9) est ouvert à une autre
section transversale pouvant être préfixée.
7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit d'entrée (7) communique par une conduite de liaison (33) avec la conduite d'entrée (32) d'une pompe de circulation (1) qui relie la pompe de circulation (1) à la pompe haute pression (3), en ce que le conduit de référence (8) est raccordé à une conduite d'échappement (39) qui est reliée à un accumulateur à haute pression (5) par l'intermédiaire d'une valve à haute pression (4) et en ce que le conduit de décharge (9) et le
conduit de référence (8) communiquent avec un réservoir.
8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le conduit d'entrée (7) est relié à la conduite d'alimentation (32) d'une pompe de circulation (1), en ce qu'une conduite d'alimentation mène du conduit de sortie (18) à une pompe haute pression (3), en ce qu'une conduite d'échappement (39) est raccordée à un conduit de référence (8), cette conduite d'échappement étant reliée à la zone à haute pression d'un dispositif d'injection par l'intermédiaire d'une valve à haute pression (4), et en ce que le conduit de décharge (9) et le conduit de référence
(8) communiquent avec un réservoir.
9. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit de référence (8) communique avec le conduit de décharge (9) par l'intermédiaire d'un
étranglement (12).
10. Dispositif de régulation du débit volumique de carburant envoyé d'une pompe de circulation (1) à une pompe haute pression (3) pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un boîtier (36) comportant une chambre de piston (38) dans laquelle un conduit d'entrée (7) et un conduit de
décharge (9) débouchent d'une manière décalée l'un vis-à-
vis de l'autre suivant la direction longitudinale de la chambre de piston (38), en ce que, dans la chambre de piston (38), un piston de commande (10) mobile est disposé entre le débouché du conduit de décharge (9) et le débouché du conduit d'entrée (7) d'une façon telle que, dans une position de repos, le piston de commande (10) ouvre une section transversale de communication, pouvant être préfixée, entre le conduit de décharge (9) et le conduit d'entrée (7) et en ce qu'il est prévu des moyens soumettant le piston de commande (10) à l'action d'une force de référence qui s'exerce en direction du conduit d'entrée (7), de sorte que, lorsque la force de référence croît, le conduit de décharge (9) est fermé davantage et la pression
dans le conduit d'entrée (7) augmente.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le piston de commande (10) coopère avec une membrane (24) qui transmet la force de référence
au piston de commande (10).
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la force de référence est produite par la pression d'admission d'un turbocompresseur à
suralimentation d'un moteur à combustion interne.
13. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens comprennent une tige de piston (25) qui est reliée au piston de commande (10) et qui parvient jusqu'à un raccord (23) du boîtier (36) en passant par un alésage, de sorte que la tige de piston (25) transmet au piston de commande (10) la pression qui est appliquée au
raccord (23).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property | ||
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 19 |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20170131 |