FR2750458A1 - Installation d'injection pour l'injection combinee de carburant et d'un additif liquide - Google Patents

Abstract

Installation d'injection pour injecter de manière combinée du carburant et un additif liquide tel que de l'eau dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne. L'injection de carburant est faite à l'aide d'un injecteur (8) commandé par une électrovanne (57) en outre reliée à une source d'additif liquide (20) munie d'un piston de transfert (22) transférant de manière intermittente sous la commande du fluide sous pression. Le fluide sous pression est celui d'un accumulateur de pression fourni par une pompe de transfert haute pression (1) pour établir la haute pression servant à l'injection du carburant.

Description

Etat de la technique.

La présente invention concerne une installation d'injection pour l'injection combinée de carburant et d'un

additif liquide, notamment de l'eau, dans une chambre de com-

bustion d'un moteur à combustion interne équipé d'un injec- teur qui commande un orifice d'injection par un organe d'obturation de soupape, et comprend - une chambre de pression en amont, reliée par une conduite de pression à une source de haute pression de carburant et par une soupape antiretour et une conduite supplémentaire à

une installation de dosage pour le stockage amont, intermé-

diaire d'additif liquide dosé dans la chambre de pression, chaque fois avant l'ouverture de l'orifice d'injection par l'organe d'obturation de soupape pour une opération

d'injection de carburant et d'additif liquide dans la cham-

bre de combustion du moteur à combustion interne,

- une installation de transfert actionnée de manière inter-

mittente par la haute pression de carburant de la source de

haute pression, par au moins une vanne à commande électri-

que, cette installation de transfert faisant partie de l'installation de dosage, et - une installation de commande de la quantité à injecter,

comportant une vanne de commande en forme de vanne à com-

mande électrique pour commander la quantité de carburant à injecter, fournie à l'injecteur par la source de carburant

à haute pression pour son injection.

L'injection combinée de carburant et d'un additif

liquide notamment de l'eau sert surtout dans le cas des mo-

teurs à combustion interne avec allumage non commandé pour

abaisser l'émission des oxydes d'azote et de noir de fumée.

Dans une installation d'injection connue de ce

type (DE 44 07 052 Cl), l'injection à haute pression du car-

burant dans un moteur Diesel est effectuée à l'aide d'une pompe à injection de carburant de type pompe série dont la quantité débitée à haute pression à chaque course de la pompe est modifiée par une commande à arête inclinée. Le dispositif de transfert de l'additif liquide dans cette installation d'injection connue est soutenu par une course de transfert partielle du piston de pompe; pour cela l'entraînement par came de la pompe d'injection de carburant comporte une zone

de came étendue qui, une fois l'injection principale effec-

tuée, provoque de nouveau un entraînement du piston de la pompe et fournit ainsi du carburant par une électrovanne à

4/2 voies avec rappel par ressort du dispositif de transfert.

Un piston de transfert sollicité par la pression de ce carbu-

rant alimente la chambre de pression de l'injecteur de carbu-

rant avec une quantité d'eau qui refoule une quantité correspondante de carburant de la chambre de pression et

s'écoule par l'électrovanne à 4/2 voies. Le piston de trans-

fert constitue en même temps le piston séparateur entre l'additif liquide et le carburant du côté d'entraînement à haute pression. La commande du piston de transfert se fait par l'intermédiaire d'une électrovanne à 3/2 voies pour que le piston de transfert soit sollicité par la pression de

transfert du piston de la pompe pour transférer l'additif li-

quide et soit relié à un côté de sortie à la fin de ce trans-

fert d'additif liquide.

Avantages de l'invention.

L'invention concerne une installation d'injection correspondant au type défini ci-dessus, caractérisée en ce que la source de carburant à haute pression est une pompe de transfert à haute pression alimentant un accumulateur à haute pression dans lequel on règle une certaine pression et d'o on prend chaque fois le carburant destiné à l'injection de

carburant, de manière commandée par la vanne de commande as-

sociée à chaque injecteur.

L'installation d'injection selon l'invention of-

fre l'avantage de supprimer le moyen relatif à la came sup-

plémentaire ce qui permet de commander le dosage de la quantité de carburant à injecter d'une manière beaucoup plus universelle et en fonction de nombreux paramètres; de plus, le dosage de l'additif liquide peut être commandé de la même

manière à l'aide d'une électrovanne tenant compte de plu-

sieurs paramètres. L'accumulateur à haute pression permet de disposer à tout moment d'une pression d'injection d'amplitude fixée; à l'aide de l'installation de dosage à électrovanne, on commande exactement la quantité et l'instant de l'injection.

Suivant une caractéristique avantageuse, l'ins-

tallation de transfert d'additif liquide comprend un piston de transfert qui peut être mis dans une position préféren- tielle par un ressort et délimite une chambre de transfert

dans un cylindre pouvant être reliée à la fois par une sou-

pape antiretour de remplissage à une alimentation en additif liquide, et à travers laquelle la chambre de transfert est remplie d'additif liquide au cours des pauses de transfert, ainsi qu'une soupape antiretour de transfert s'ouvrant dans la direction de transfert et reliée par une conduite de transfert à au moins un injecteur et ce piston étant coulissé contre la force du ressort par la haute pression de carburant

appliquée à travers la vanne à commande électrique.

Ainsi, le transfert de l'additif liquide ne dé-

pend plus des cycles de travail d'un seul piston de pompe comme dans l'état de la technique, mais l'additif peut être stocké préalablement grâce à la vanne à commande électrique et de la haute pression du carburant, toujours disponible au

moment nécessaire, dans l'injecteur de carburant.

Suivant une autre caractéristique particulière-

ment avantageuse, la haute pression de carburant est prise à l'accumulateur à haute pression pour actionner le piston de

transfert et elle est appliquée contre une surface active ex-

posée à la haute pression qui coopère avec le piston de transfert, cette surface étant supérieure à la surface de transfert adjacente à la chambre de transfert du piston de transfert. Ainsi, comme source de haute pression pour le carburant à haute pression, le piston de transfert de l'installation de transfert est entraîné et sert d'accumulateur de haute pression. Du fait de la différence

des surfaces entre la surface active et la surface de trans-

fert, il y a une démultiplication de la pression ce qui per-

met d'introduire l'additif liquide dans la chambre de pression de l'injecteur malgré la haute pression de carburant

appliquée à l'injecteur de carburant.

Une variante est caractérisée en ce que la haute pression de carburant pour actionner le piston de transfert est prise dans l'accumulateur complémentaire relié à la pompe de transfert haute pression par un clapet antiretour s'ouvrant en direction de l'accumulateur complémentaire, et en amont du clapet antiretour une conduite dérive de la pompe de transfert haute pression vers l'accumulateur à carburant à haute pression qui comporte comme soupape de transfert une

soupape de pression dont la pression d'ouverture est supé-

rieure à la pression la plus élevée réglable par une soupape de commande de pression dans l'accumulateur à carburant à

haute pression.

On dispose ainsi d'une pression de carburant plus élevée pour actionner le piston de transfert de l'installation de transfert du fait qu'il y a un accumulateur supplémentaire alimenté directement par la pompe à haute pression et cela à une amplitude de pression définie par la soupape de pression alimentée par l'accumulateur de haute pression de carburant. Cette soupape de pression en forme de clapet antiretour permet d'alimenter l'accumulateur à haute pression de carburant en dépassant la pression d'ouverture de

la soupape de pression; par contre, la pression de cet accu-

mulateur haute pression est elle-même commandée à une valeur plus faible par la soupape de commande de pression. De cette manière, la surface active du piston de transfert peut être

égale à la surface de transfert. Cela simplifie considérable-

ment l'installation de transfert qui peut être constituée par

un simple piston coulissant dans un cylindre.

Selon l'invention, l'accumulateur complémentaire peut être soit un accumulateur volumique ayant par exemple un volume correspondant à la conduite de liaison entre la pompe de transfert haute pression et l'installation de transfert;

suivant une autre caractéristique l'accumulateur complémen-

taire comporte une paroi mobile.

Ainsi le volume correspond à celui de la conduite de liaison et de l'accumulateur raccordé à celle-ci, et qui présente une cloison mobile contre une force de rappel. Cela permet une plus grande indépendance de l'additif liquide à doser par rapport à la longueur de la liaison entre la pompe

de transfert haute pression et l'installation de transfert.

De façon avantageuse, suivant une autre caracté-

ristique de l'invention, le ressort qui agit sur le piston de transfert contre le carburant à haute pression est un ressort de précontrainte et pour le transfert d'additif liquide, une

vanne à commande électrique décharge la chambre active adja-

cente à la surface de travail et pour remplir de nouveau la chambre de transfert par la vanne à commande électrique on la

soumet de nouveau à du carburant à haute pression.

Ainsi, l'installation de transfert comporte un ressort agissant sur le piston de transfert contre la haute

pression du carburant; ce ressort est un ressort précon-

traint. Dans les pauses du dosage du liquide complémentaire, on peut avantageusement précontraindre le piston de transfert à une quantité d'additif liquide à doser correspondant à la course de précontrainte prévue. A l'instant de la fourniture nécessaire de la quantité d'additif liquide, la chambre de travail adjacente à la surface active du piston de transfert

est déchargée de manière intentionnelle à l'aide de la sou-

pape à commande électrique, par exemple une électrovanne; il s'ensuit un transfert qui est toujours exécuté régulièrement

selon la caractéristique du ressort de précontrainte.

Selon un autre développement avantageux, on pré-

voit une seule installation de transfert pour alimenter plu-

sieurs injecteurs de carburant; à cet effet l'installation est caractérisée en ce que la chambre de transfert est reliée par des conduites supplémentaires dérivant de la conduite de transfert, chaque fois à l'un des injecteurs par une soupape

antiretour associée à chaque injecteur.

Ainsi, grâce à des moyens réduits, la conduite de transfert de l'installation de transfert est reliée par des

conduites qui en dérivent, chaque fois à un injecteur de car-

burant. Un clapet antiretour découple chaque chambre de pres-

sion de ces injecteurs de carburant par un clapet antiretour, vis-à-vis de l'installation de transfert pour qu'une pression très élevée dans les conduites de dérivation ne puisse

s'établir qu'à l'intérieur de l'injecteur de carburant.

On obtient un dosage meilleur et plus précis des quantités d'additif liquide si la conduite de transfert de

l'installation de transfert comporte avantageusement un dis-

tributeur entraîné en synchronisme par rapport à la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et qui commande chaque fois l'injecteur assurant l'injection de carburant suivante. A cet effet, l'installation est caractérisée en ce que la chambre de transfert est reliée par un distributeur

monté dans la conduite de transfert et entraîné en synchro-

nisme avec la vitesse de rotation du moteur à combustion in-

terne, en étant reliée à chaque injecteur par une soupape

antiretour associée à chaque injecteur.

Dans ces conditions, on transfert pour chaque in-

jecteur, une certaine quantité de liquide supplémentaire alors que selon la technique précitée, plus simple et d'une réalisation moins compliquée, l'installation de transfert doit fournir en même temps et à tous les injecteurs, à l'instant approprié, une certaine quantité de liquide au cours d'une seule course de transfert. Pour avoir la quantité de liquide nécessaire à chaque injection, on peut également fournir celle-ci par plusieurs courses de transfert du piston

de transfert.

Suivant une caractéristique avantageuse, le dis-

tributeur comporte un premier orifice de distribution relié en permanence à la conduite de transfert, cet orifice étant relié lors de la rotation du distributeur successivement,

chaque fois à une conduite supplémentaire reliée à un injec-

teur respectif et un second orifice de distribution relié en permanence à une conduite de décharge reliée à la conduite supplémentaire respective à la suite de la liaison du premier

orifice de distribution avec la conduite supplémentaire res-

pective. Cela permet d'augmenter la précision du dosage de l'additif liquide en prévoyant sur le piston de transfert un

dispositif de mesure de course fournissant un signal en re-

tour à une installation de commande électrique servant à com-

mander l'électrovanne en tenant compte des paramètres de

fonctionnement évoqués ci-dessus.

Dessins. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels:

- la figure 1 montre un premier exemple de réali-

sation de l'invention avec une installation de transfert

équipée d'un piston de transfert, étagé, relié pour son en-

trainement par une électrovanne à 3/2 voies à un accumulateur haute pression, - la figure 2 est une vue partielle de l'exemple de réalisation de la figure 1 avec deux électrovannes à 2/2 voies, - la figure 3 montre une variante de principe d'entraînement du piston de transfert de l'installation de transfert, - la figure 4 montre une réalisation simplifiée de l'exemple de réalisation de la figure 1 dans lequel le piston antérieurement prévu est remplacé par une conduite de

dérivation, le piston de transfert fournissant l'additif li-

quide en synchronisme avec les cycles de travail du moteur à combustion interne, - la figure 5 montre un diagramme correspondant à

l'exemple de réalisation de la figure 4, donnant le déroule-

ment chronologique du stockage préalable de l'additif liquide au niveau des différents injecteurs de carburant,

- la figure 6 montre un cinquième exemple de réa-

lisation de l'invention selon lequel le piston de transfert

de l'installation de transfert est alimenté par un accumula-

teur complémentaire découplé par une soupape de pression an-

tiretour par rapport à la pompe de transfert haute pression, accumulateur dont la pression d'accumulation est définie par

des soupapes de pression reliées à l'accumulateur haute pres-

sion, - la figure 7 montre une variante de l'exemple de réalisation de la figure 1 dans lequel la distribution de l'additif liquide fourni par l'installation de transfert se fait par un distributeur qui relie l'injecteur respectif en alternance avec la conduite de transfert de l'installation de

transfert et à une conduite de décharge.

Description des exemples de réalisation.

L'installation d'injection représentée schémati- quement à la figure 1 permet d'alimenter plusieurs cylindres d'un moteur à combustion interne, notamment d'un moteur à

combustion interne à allumage commandé dont les cylindres re-

çoivent par injection, du carburant et un additif liquide no-

tamment de l'eau pour réduire la formation d'éléments polluants par la combustion dans les chambres de combustion

d'un moteur à combustion interne. Pour l'alimentation en car-

burant, cette installation d'injection comporte une pompe de

transfert à haute pression 1 entraînée de préférence en syn-

chronisme avec la vitesse de rotation du moteur à combustion interne ainsi qu'un réservoir d'alimentation en carburant 2 qui fournit du carburant à haute pression à un accumulateur de carburant 3 à haute pression. Le carburant introduit dans l'accumulateur haute pression 3 est maintenu à un niveau de pression donné par une soupape de commande de pression 4;

cette soupape peut être réglée mécaniquement ou par une ins-

tallation de commande électronique 5 recevant d'un capteur de pression 6, un signal de retour relatif à la pression régnant dans l'accumulateur haute pression de carburant pour régler ainsi la pression à un niveau donné qui peut être un niveau

constant ou encore un niveau de pression dépendant des para-

mètres de fonctionnement du moteur à combustion interne.

Du carburant mis à haute pression est fourni par l'accumulateur de haute pression 3 à un injecteur 8 par une

conduite de pression 7. Un tel injecteur équipe chaque cylin-

dre du moteur à combustion interne; ces injecteurs sont tous

alimentés à partir de la source de haute pression de carbu-

rant 1, 3.

L'injecteur 8 est représenté de manière simpli-

fiée dans le dessin. Il s'agit d'un injecteur ayant un corps 9 muni d'un perçage de guidage recevant un organe d'obturation 10, comme cela est connu. La pointe de l'injecteur tournée vers la chambre de combustion présente une surface d'étanchéité 11 de forme conique, coopérant avec un siège de soupape 12 de forme conique du corps 8 de l'injecteur. Dans la position fermée, telle que représentée de l'organe d'obturation, cet organe sépare un trou borgne 13 du côté de la chambre de combustion et les orifices d'injection 14 débouchant dans la chambre de combustion par

rapport à une chambre de pression 15 adjacente de l'autre cô-

té dans le corps d'injecteur 9. La conduite de pression 7 ve-

nant de l'accumulateur haute pression 3 débouche dans ce corps; il débouche en outre dans la chambre de pression 15, une conduite supplémentaire 16 est équipée à l'intérieur de l'injecteur d'un clapet antiretour 17; ce clapet s'ouvre en

direction de la chambre de pression 15. La conduite supplé-

mentaire 16 fournit un additif liquide qui, dans le présent

exemple de réalisation, est de préférence de l'eau; cet ad-

ditif liquide est fourni par une source d'additif liquide 20.

Celle-ci comporte une installation de transfert 21 avec un

piston de transfert 22 en forme de piston étagé dont la par-

tie 23 de petit diamètre délimite une chambre de transfert 26 dans un cylindre étagé 55, du côté frontal. La partie 27 de grand diamètre du piston étagé 22 délimite une chambre active

29 par sa surface annulaire, entre sa partie de grand diamè-

tre 27 et sa partie de petit diamètre 23, en combinaison avec la surface annulaire correspondante, entre la partie de grand

diamètre et la partie de petit diamètre du cylindre étagé 25.

Du côté opposé à cette chambre active 29, la partie 27 de

grand diamètre du piston étagé 22 est sollicitée par un res-

sort de compression 30 agissant dans le sens du transfert. Le cylindre étagé 25 est déchargé en pression de ce côté. La

course que peut exécuter le piston étagé contre la force dé-

veloppée par le ressort de compression 30 se détecte à l'aide d'un dispositif de mesure de course 32; de manière connue ce dispositif est par exemple un dispositif de mesure inductif

dont une partie 33 est couplée au piston étagé.

La chambre de transfert 26 est reliée par une conduite de transfert 36 à l'entrée d'un distributeur rotatif

tournant dans un cylindre 40 en synchronisme avec le mo-

teur à combustion interne. La conduite de transfert 36 est équipée d'un clapet antiretour de transfert 34 qui s'ouvre dans la direction de transfert partant de la chambre de

transfert. La conduite de transfert 36 équipée du clapet an-

tiretour 34 débouche dans une rainure annulaire 37 du distri-

buteur 35; cette rainure est elle-même reliée par un canal de distribution 38 et une ouverture de distribution 39, lors- que le distributeur tourne, alternativement avec une des con- duites supplémentaires 16 reliée aux injecteurs 8. Le canal de distribution et l'orifice de distribution peuvent égale-10 ment être réalisés comme des rainures longitudinales partant

de la rainure annulaire. Les conduites supplémentaires 16 dé-

rivent du cylindre 40 logeant le distributeur 35 et sont ré-

parties à la périphérie de ce cylindre en fonction du nombre d'injecteurs alimentés et des phases d'injection pour les

différents injecteurs.

La chambre de transfert 26 de l'installation de transfert est en outre reliée par une soupape antiretour 41 s'ouvrant vers la chambre de transfert 26, à une pompe de transfert amont 42; cette pompe fournit en continu de l'additif liquide provenant d'un réservoir d'additif liquide 43 vers la chambre de transfert 26, aussi longtemps que les conditions de pression au niveau de la soupape antiretour 41

le permettent. La pression de transfert de la pompe de trans-

fert amont 42 est réglée à l'aide d'une soupape de commande

de pression 44 usuelle.

Pour actionner le piston de transfert 22, on fournit à la chambre active 29 de la pression venant de l'accumulateur à haute pression. Il est prévu pour cela une

conduite de liaison 46 dans laquelle est monté un distribu-

teur à 2/3 voies sous la forme d'une électrovanne (ici l'électrovanne 47). Suivant la position de l'organe d'obturation de cette électrovanne, la chambre active 29 est soit reliée à l'accumulateur haute pression 3 soit avec une chambre de décharge 48. La conduite de liaison 46 est équipée d'un organe d'étranglement 60 pour que la chambre active 29

puisse être remplie régulièrement avec un débit de remplis-

sage contrôlé. Dans le premier cas, le piston de transfert 22 est entraîné pour une course de remplissage contre la force développée par le ressort 30. Suivant la durée de l'état d'ouverture du distributeur à 2/3 voies, le piston étagé 22 parcourt une course de remplissage plus ou moins grande pour laquelle la chambre de transfert 26 reste remplie d'additif liquide grâce à la soupape antiretour 41 et le ressort de compression se précontraint. Si par suite le distributeur à 2/3 voies est mis dans une autre position, la chambre de pression 29 se décharge et le piston de transfert 22 peut exécuter sa course de transfert sous l'effet de la force de précontrainte du ressort 30. Suivant la position de rotation du distributeur 35, l'un des injecteurs reçoit de l'additif liquide stocké préalablement dans la chambre de pression 15 et passe dans l'accumulateur haute pression 3 en refoulant le carburant qui s'y trouve. Pour cela, il est nécessaire que la pression de transfert de l'installation de transfert 21 soit supérieure à la pression du carburant se trouvant dans l'accumulateur haute pression 3. En utilisant le piston étagé décrit ci-dessus, on peut convertir la pression à cet effet,

lorsque le piston de transfert 22 est sollicité par la pres-

sion régnant dans l'accumulateur haute pression 3.

Pour commander l'injection, l'injecteur comporte une chambre de commande 49 reliée en permanence par l'intermédiaire d'un organe d'étranglement 50 à la conduite de pression 7; cette chambre est délimitée par la surface frontale d'un piston 51. La pression régnant dans la chambre de commande 49 se transforme en une force agissant sur un poussoir 52 qui agit lui-même de nouveau sur l'organe d'obturation 10 dans le sens de la fermeture. De plus, un ressort de fermeture 53 agit dans le sens de la fermeture;

la seule force de ce ressort n'est pas suffisante pour main-

tenir l'organe d'obturation 10 en position de fermeture. Ce-

lui-ci est soumis, en plus de la force de ce ressort

d'obturation 53, également en permanence à la pression ré-

gnant dans la chambre de pression 15; cette pression agit sur un épaulement 55 de l'organe d'obturation 10 dans le sens

de l'ouverture de cet organe.

La chambre de commande 49 peut alors se décharger par l'intermédiaire d'un organe d'étranglement 56 et d'une soupape à commande électrique; dans le cas présent, il s'agit d'une électrovanne 57. Lorsque la soupape 57 s'ouvre, la force d'ouverture exercée par la chambre de pression 15 sur l'organe d'obturation de soupape 10 est suffisante pour ouvrir l'injecteur pour exécuter une injection. Au moment de cette injection, la quantité d'eau stockée préalablement dans la chambre de pression 15 avec le carburant qui vient de l'accumulateur haute pression 3, passe dans la chambre de combustion aussi longtemps que l'injecteur, commandé par l'électrovanne 57, est en position d'ouverture. Pour fermer l'injecteur, on ferme de nouveau l'électrovanne 57 pour que dans la chambre de commande 49 il s'établisse la pression de l'accumulateur haute pression 3. Ainsi, l'organe d'obturation

passe en position de fermeture et l'injection se termine.

L'électrovanne 57 est également commandée en synchronisme né-

cessaire en fonction du cycle de travail du moteur à combus-

tion interne par l'installation de commande électrique 5. En même temps, en dehors de cette commande dans le temps, on commande la quantité nécessaire de carburant à injecter. La quantité d'additif liquide arrivant en même temps dans la chambre de combustion est commandée par l'installation de commande électrique, par la commande de l'électrovanne à 2/3 voies, 47. Cette électrovanne peut fournir avec

l'installation de transfert 21 à chaque injecteur prévu sépa-

rément, successivement, la quantité de liquide supplémentaire

nécessaire qui se définit alors exactement.

De manière avantageuse, l'entraînement de

l'installation de transfert 21 est réalisé par la haute pres-

sion de carburant déjà disponible de sorte qu'il ne faut ici aucune source de pression supplémentaire; le problème de l'injection d'un additif liquide se traite ainsi avec des

moyens réduits.

Selon une variante de l'exemple de réalisation

décrit ci-dessus, le distributeur à 2/3 voies 47 peut égale-

ment être remplacé par la combinaison de deux distributeurs à

2/2 voies à commande électrique 58, 58'; ceux-ci, représen-

tés à la figure 2, sont réalisés sous la forme d'électro-

vannes. L'un des distributeurs ou électrovannes 58 se trouve

entre l'accumulateur haute pression 3 et la conduite de liai-

son 46 reliée directement à la chambre active 29; l'autre distributeur à 2/2 voies 58' se trouve entre cette conduite de liaison 46 et une chambre de décharge. Les électrovannes sont entraînées en opposition de phase de sorte que chaque fois l'une des vannes est ouverte et l'autre est fermée. Il est également possible de maintenir les deux vannes fermées

pour régler un état de repos pour le piston de transfert 22.

La figure 3 montre une variante de réalisation du piston de transfert de la figure 1. Alors que dans l'exemple de la figure 1, la surface annulaire délimitant la chambre annulaire ou la chambre de travail 29 utilise comme surface active 59 la partie de piston 27 de plus grand diamètre du piston de transfert 22, dans l'exemple de réalisation de la figure 3, toute la surface de la section de la partie 27' de plus grand diamètre du piston de transfert 22' constitue la

surface active 59'. La chambre active 29' définie par la sur- face active 59 dans le cylindre étagé 25' est alors de nou-

veau reliée par un distributeur à 3/2 voies 47 et un distributeur 47' correspondant, soit avec l'accumulateur haute pression 3 soit avec la chambre de décharge. La liaison avec l'accumulateur haute pression se fait, comme dans l'exemple de réalisation de la figure 1, par l'intermédiaire d'un organe d'étranglement 60 pour remplir régulièrement la chambre active 29 ou 29'. Le volume annulaire défini par la partie 27' de plus grand diamètre du piston de transfert 22, du côté opposé à la chambre active 29', est déchargé vers une chambre de décharge qui reçoit notamment le carburant de fuite. Un ressort 30' agit contre la face frontale ou surface

de transfert 62' de la partie de plus petit diamètre du pis-

ton de transfert 22; ce ressort ne sert plus dans ce cas au rappel avec transfert du piston 22' mais à la commande de la course d'aspiration du piston de transfert 22', lorsque la chambre active 29 est évacuée. Il est également prévu une rainure annulaire 63 entre la partie de petit diamètre 23' du piston de transfert 22' et le cylindre étagé 25' qui conduit le piston et sert à récupérer les fuites d'additif liquide vers un réservoir d'alimentation. La chambre de transfert 26 est alors reliée comme à la figure 1, de la même manière, à

la pompe de transfert 42 ou aux injecteurs 8.

Cette réalisation peut également être équipée d'un capteur de course; il a l'avantage d'avoir une plus grande surface active 29' par rapport à la surface de trans-

fert 62'; par rapport à l'exemple de réalisation de la fi-

gure 1 son rapport de démultiplication est plus grand pour un

même encombrement.

A la place du distributeur 35 de l'exemple de réalisation de la figure 1, de manière simplifiée selon

l'exemple de réalisation de la figure 4, on prévoit un dis-

tributeur à conduite 65 de façon que la conduite de transfert 36 soit reliée directement aux conduites supplémentaires 16a, 16b, 16c, 16d suivant le nombre d'injecteurs de carburant à alimenter. Les conduites supplémentaires 16a-16d sonit reliées comme dans l'exemple de réalisation de la figure 1, chaque fois par un clapet antiretour 17 à la chambre de pression 15 dans l'injecteur. A chaque course de transfert du piston de

transfert 22 ou 22', il y a un transfert simultané vers tou-

tes les chambres de pression 15 des injecteurs 8 correspon-

dants. Les phases de transfert du piston de transfert 22 sont telles que le transfert d'additif liquide vers les injecteurs

se fait chaque fois dans les intervalles d'injection des in-

jecteurs. Pour qu'avec une seule course de transfert il ne faille pas transférer la quantité totale d'additif liquide

destiné à tous les injecteurs pour chaque injection de carbu-

rant et d'additif liquide, on effectue le transfert de l'additif liquide au cours de plusieurs courses de transfert

comme le montre le diagramme de la figure 5. Le stockage pré-

alable d'additif liquide se fait séquentiellement dans des étapes fixées jusqu'à atteindre une quantité maximale d'additif liquide directement avant l'injection voulue; cette injection est repérée dans le diagramme par une flèche en zigzag. En dessous de ces parties de diagramme se trouvent

les courses de transfert du piston de transfert 22 en fonc-

tion de l'angle du vilebrequin.

Selon un autre exemple de réalisation représenté à la figure 6, l'entraînement du piston de transfert 122 ne se fait plus directement à partir de l'accumulateur haute pression 3, mais par un accumulateur complémentaire 67. Dans cet exemple de réalisation, l'alimentation en pression des injecteurs en carburant à injecter se fait dans une très large mesure comme dans l'exemple de réalisation de la figure 1. Il est prévu une pompe de transfert haute pression 1 qui prend le carburant du réservoir 2 pour le fournir à haute pression à l'accumulateur de haute pression 3; la pression de cet accumulateur est contrôlée par un capteur de pression 6 et elle se commande à l'aide de la soupape de commande de pression 4. Les conduites de pression 7 sont alors reliées à

chacun des injecteurs de carburant 8 construit de la même ma-

* nière que dans l'exemple de réalisation de la figure 1; ces

injecteurs ne sont plus représentés dans cette figure 6.

L'alimentation de carburant transféré par la pompe haute pression 1 se fait par un ou deux clapets antiretour 68 dont

la pression d'ouverture est supérieure à la pression de car-

burant qui doit régner dans l'accumulateur haute pression de carburant 3. Un accumulateur supplémentaire 67 est en outre relié au côté de transfert de la pompe de transfert haute pression par des clapets antiretour 69; ces clapets laissent passer le carburant sous une certaine pression dans l'accumulateur complémentaire 67; cette pression est limitée

par la pression d'ouverture des clapets antiretour de pres-

sion 68. L'accumulateur complémentaire 67 peut être un accu-

mulateur en forme de conduite comme cela est d'abord montré à la figure 6; il présente un volume essentiellement fixe; il peut également s'agir d'un accumulateur volumique mais aussi

d'un accumulateur 67' pour recevoir des quantités plus impor-

tantes de fluide sous pression; dans ce cas, l'accumulateur est délimité par une paroi 70, mobile comme cela est indiqué

en trait interrompu dans le dessin.

Du fait de la pression maintenant disponible pour l'entraînement dans l'accumulateur complémentaire 67, plus élevée que celle régnant dans l'accumulateur haute pression

3, il est maintenant possible de réaliser le piston de trans-

fert 122 de cet exemple comme un piston normalement étagé,

sollicité par exemple par un ressort de rappel 71 en direc-

tion de sa position de repos. Dans cette position de repos représentée dans le dessin, la chambre de transfert 126 de ce piston de transfert 122 est alimentée de façon analogue à

l'exemple de réalisation de la figure 1 par une pompe de pré-

alimentation ou pompe de transfert amont 42 et par une sou-

pape de remplissage antiretour 41 fournissant l'additif li-

quide. La position respective du piston de transfert 122 est surveillée comme dans l'exemple de réalisation de la figure 1 par un capteur de course 72; le signal de course, obtenu,

est transmis en retour à l'installation de commande électri-

que 5. Pour actionner le piston de transfert 122, on ouvre un distributeur à 2/2 voies 74 (il s'agit ici également d'une électrovanne) dans la conduite de liaison 146 reliant l'accumulateur intermédiaire 67 et la chambre active 129 du piston de transfert 122 pour que le carburant soit refoulé à haute pression par le piston de transfert 122 au cours de sa course de transfert. Pour terminer cette course de transfert, on ferme de nouveau cette électrovanne à 2/2 voies 74 et on ouvre une seconde électrovanne à 2/2 voies 75 par laquelle on évacue la chambre active 129. Dans cette réalisation cela se

fait comme cela a déjà été décrit à propos de la figure 2.

L'alimentation en additif liquide transféré par le piston de transfert 122 est alors effectuée soit, comme

dans l'exemple de réalisation de la figure 1, par un distri-

buteur 35 entraîné en synchronisme avec la vitesse de rota-

tion du moteur à combustion interne, soit par un distributeur en forme de conduite 65, comme dans l'exemple de réalisation de la figure 4. La succession des opérations effectuées par

le piston de transfert 122 se règle de manière correspon-

dante. Dans cet exemple, en utilisant des soupapes de pres-

sion, simples, on évite des travaux importants pour réaliser un piston de transfert étagé. En particulier, en liaison avec un distributeur de conduite selon l'exemple de réalisation de la figure 4, on a ainsi une solution très peu coûteuse. Avec des moyens légèrement augmentés, on peut alors réaliser un

accumulateur complémentaire 67' à cloison mobile.

Dans la réalisation selon la figure 4 comprenant un distributeur en forme de conduite 65 mais également dans la réalisation selon la figure 1 avec un distributeur 35,

pendant le fonctionnement de l'installation d'injection, il peut arriver que malgré le niveau de pression compensé ini- tialement, entre le distributeur et la chambre de pression 155 de l'injecteur respectif 8, lors de la préparation de la ré-

serve pour l'injection suivante, on rencontre une chute de

pression dans la chambre de pression 15 et une quantité fai-

ble d'additif liquide risque d'être aspirée en plus de la

conduite supplémentaire 16.

Pour éviter cela, le distributeur 135 selon la figure 7 est muni d'une seconde rainure annulaire 80 située de l'autre côté de l'orifice de distribution 39 partant de la

première rainure annulaire 37 et ayant une rainure de distri-

bution 41 tournée vers la première rainure annulaire. Celle-

ci coopère également avec les conduites supplémentaires 16 partant du cylindre 40 et qui, dans la succession des injec-

tions, communique à chaque interruption de sa liaison de l'orifice de distribution 39 avec cette rainure de distribu- tion 81. Cette seconde rainure annulaire 80 est reliée en20 permanence à une conduite de décharge 82 munie d'une soupape de limitation de pression 84 pour respecter une pression

abaissée, constante, et qui se trouve à la distance de sécu-

rité en dessous de la pression réglée dans la chambre de

pression 15.

Claims (10)

R E V E N D I C A T IONS

1 ) Installation d'injection pour l'injection combinée de carburant et d'un additif liquide, notamment de l'eau, dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne équipé d'un injecteur (8) qui commande un orifice d'injection (14) par un organe d'obturation de soupape (10), et comprend

- une chambre de pression (15) en amont, reliée par une con-

duite de pression (7) à une source de haute pression de carburant (1, 3) et par une soupape antiretour (17) et une conduite supplémentaire (16) à une installation de dosage

(20) pour le stockage amont, intermédiaire d'additif li-

quide dosé dans la chambre de pression (15), chaque fois avant l'ouverture de l'orifice d'injection (14) par l'organe d'obturation de soupape (10) pour une opération

d'injection de carburant et d'additif liquide dans la cham-

bre de combustion du moteur à combustion interne,

- une installation de transfert (21) actionnée de manière in-

termittente par la haute pression de carburant de la source de haute pression (1, 3), par au moins une vanne à commande électrique (47, 74, 75), cette installation de transfert faisant partie de l'installation de dosage (20), et - une installation de commande de la quantité à injecter,

comportant une vanne de commande en forme de vanne à com-

mande électrique (57) pour commander la quantité de carbu-

rant à injecter, fournie à l'injecteur (8) par la source de carburant à haute pression (1, 3) pour son injection, caractérisée en ce que la source de carburant à haute pression est une pompe de transfert à haute pression (1) alimentant un accumulateur à30 haute pression (3) dans lequel on règle une certaine pression et d'o on prend chaque fois le carburant destiné à

l'injection de carburant, de manière commandée par la vanne de commande (57) associée à chaque injecteur (8).

20) Installation d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation de transfert (21) d'additif liquide comprend

un piston de transfert (22) qui peut être mis dans une posi-

tion préférentielle par un ressort (30') et délimite une chambre de transfert (26) dans un cylindre (25) pouvant être reliée à la fois par une soupape antiretour de remplissage (41) à une alimentation en additif liquide (42), et à travers laquelle la chambre de transfert est remplie d'additif li- quide au cours des pauses de transfert, ainsi qu'une soupape antiretour de transfert (34) s'ouvrant dans la direction de transfert et reliée par une conduite de transfert (36) à au moins un injecteur (8) et ce piston étant coulissé contre la force du ressort (30, 30') par la haute pression de carburant

appliquée à travers la vanne à commande électrique (47).

3 ) Installation d'injection selon la revendication 2, caractérisée en ce que la haute pression de carburant est prise à l'accumulateur à haute pression (3) pour actionner le piston de transfert (22)

et elle est appliquée contre une surface active (59, 59') ex-

posée à la haute pression qui coopère avec le piston de transfert (22), cette surface étant supérieure à la surface

de transfert (62) adjacente à la chambre de transfert du pis-

ton de transfert (22).

4 ) Installation d'injection selon la revendication 2, caractérisée en ce que la haute pression de carburant pour actionner le piston de transfert (122) est prise dans l'accumulateur complémentaire (67, 67') relié à la pompe de transfert haute pression (1) par un clapet antiretour (69) s'ouvrant en direction de

l'accumulateur complémentaire, et en amont du clapet antire-

tour (69) une conduite dérive de la pompe de transfert haute pression (1) vers l'accumulateur à carburant à haute pression (3) qui comporte comme soupape de transfert une soupape de pression (69) dont la pression d'ouverture est supérieure à

la pression la plus élevée réglable par une soupape de com-

mande de pression (4) dans l'accumulateur à carburant à haute

pression (3).

) Installation d'injection selon la revendication 4, caractérisée en de que

l'accumulateur complémentaire (67) est un accumulateur volu-

mique. 6 ) Installation d'injection selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'accumulateur complémentaire (67') comporte une paroi mobile (70). 7 ) Installation d'injection selon la revendication 3, caractérisée en ce que

le ressort (30) qui agit sur le piston de transfert (22) con-

tre le carburant à haute pression est un ressort de précon-

trainte et pour le transfert d'additif liquide, une vanne (47) à commande électrique décharge la chambre active (29) adjacente à la surface de travail (59) et pour remplir de nouveau la chambre de transfert (26) par la vanne à commande électrique (47) on la soumet de nouveau à du carburant à

haute pression (3).

8 ) Installation d'injection selon la revendication 3, caractérisée en ce que le ressort qui agit sur piston de transfert (22) contre le carburant à haute pression est un ressort de rappel (30') et pour le transfert d'additif liquide, une chambre active (29')

adjacente à la surface de travail (59') du piston de trans-

fert (22') est reliée à la haute pression par la vanne à com-

mande électrique (47') et pour terminer le transfert d'additif liquide, cette chambre est de nouveau déchargée à

travers la vanne à commande électrique (47').

9 ) Installation d'injection selon l'une quelconque des re-

vendications 7 ou 8, caractérisée en ce que la vanne à commande électrique (47, 47') est un distributeur

à 2/3 voies.

) Installation d'injection selon l'une quelconque des re-

vendications 7 ou 8, caractérisée en ce que pour commander le mouvement du piston de transfert (22) deux vannes à commande électrique (58, 58') sont prévues dont l'une sert à relier la chambre active (29) à la source de

carburant à haute pression (3, 67) et dont l'autre sert à dé-

charger la chambre active (29).

11 ) Installation d'injection selon l'une quelconque des re-

vendications 3 et 4, caractérisée en ce que

la chambre de transfert (26, 126) est reliée par des condui-

tes supplémentaires (16a, 16b, 16c, 16d) dérivant de la con-

duite de transfert (36), chaque fois à l'un des injecteurs

(8) par une soupape antiretour (17) associée à chaque injec-

teur (8).

12 ) Installation d'injection selon l'une quelconque des re-

vendications 3 et 4, caractérisée en ce que la chambre de transfert est reliée par un distributeur (35)

monté dans la conduite de transfert (36) et entraîné en syn-

chronisme avec la vitesse de rotation du moteur à combustion

interne, en étant reliée à chaque injecteur (8) par une sou-

pape antiretour (17) associée à chaque injecteur (8).

13 ) Installation d'injection selon la revendication 12, caractérisée en ce que

le distributeur (135) comporte un premier orifice de distri-

bution (39) relié en permanence à la conduite de transfert

(36), cet orifice étant relié lors de la rotation du distri-

buteur (135) successivement, chaque fois à une conduite sup-

plémentaire (16a, 16b, 16c,..) reliée à un injecteur (8) respectif et un second orifice de distribution (81) relié en

permanence à une conduite de décharge (82) reliée à la con-

duite supplémentaire respective (16a, 16b, 16c) à la suite de la liaison du premier orifice de distribution (39) avec la

conduite supplémentaire respective.

14 ) Installation d'injection selon la revendication 13, caractérisée en ce qu' une soupape de retenue de pression (84) équipe la conduite de

décharge (82).

) Installation d'injection selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 14, caractérisée en ce qu' un dispositif de mesure de course (32, 72) est associé aux pistons de transfert (22, 122), ce dispositif fournissant un signal de commande à une installation de commande (5) pour15 commander la vanne à commande électrique (47, 47') ou les vannes à commande électrique (58, 58'; 74, 75)