FR2755188A1 - Injecteur de carburant actionne hydrauliquement avec acces de stabilisation de ralenti - Google Patents
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Abstract
Un injecteur de carburant actionné hydrauliquenent (14) comprend: - un alésage de plongeur (25), - un accès d'injection principal (60) et, - un accès de stabilisation de ralenti (61) qui débouchent sur l'alésage de plongeur. Un plongeur (52) va-et-vient dans l'alésage de plongeur pour mettre le carburant sous pression dans une chambre à buse (28). Une partie de l'alésage du plongeur et le plongeur définissent une chambre de mise sous pression du carburant (26). Une partie du plongeur ferme l'accès d'injection principal lorsque le plongeur est dans sa position rétractée. Dans une autre position du plongeur, l'accès d'injection principal et l'accès de stabilisation de ralenti débouchent sur la chambre de mise sous pression du carburant (26). L'accès d'injection principal a une section de passage non restreinte tandis que l'accès de stabilisation de ralenti a une section de passage restreinte à peu près égale à celle de la sortie de buse (29).
Description
INJECTEUR DE CARBURANT ACTIONNÉE HYDRAULIQUEMENT AVEC ACCÈS DE
STABILISATION DE RALENTI
La présente invention concerne de façon générale des systèmes d'injection de carburant actionnés hydrauliquement et
plus particulièrement le fonctionnement de tels systèmes d'injec-
tion au ralenti ou dans les conditions de faible appel de carbu-
rant.
Des systèmes et/ou des composants d'injection de carbu-
rant actionnés hydrauliquement connus sont décrits, par exemple, dans le brevet des États-Unis d'Amérique N 5 423 484 délivré à Zuo le 13 juin 1995 et dans le brevet des États-Unis d'Amérique N 5 492 098 délivré à Hafner et al. le 20 février 1996. Dans ces injecteurs de carburant actionnés hydrauliquement, un pilotage à
aiguille rappelé par un ressort s'ouvre pour que commence l'in-
jection de carburant lorsque la pression a été élevée au moyen d'un assemblage amplificateur piston/plongeur jusqu'à la pression d'ouverture de vanne. Le piston amplificateur est actionné par un fluide d'actionnement de pression relativement élevée, tel que de l'huile de lubrification de moteur, lorsqu'une vanne de commande
du fluide d'actionnement, actionnée par une bobine, ouvre l'arri-
vée haute pression de l'injecteur. L'injection prend fin en
désexcitant la bobine pour relâcher la pression au-dessus du pis-
ton amplificateur. Ceci entraîne en retour une chute de la pres-
sion du carburant amenant le pilotage à aiguille à se fermer sous
l'action du ressort de rappel et mettre fin à l'injection.
Les ingénieurs ont constaté que les moteurs utilisant ces injecteurs de carburant peuvent quelquefois montrer des comportements instables quand ils fonctionnent dans les condi- tions de ralenti. Ce comportement instable se manifeste par une vitesse de rotation oscillante en tours par minute dans les conditions de ralenti, qui correspondent aux moments o les injecteurs de carburant sont amenés à injecter leurs plus petites quantités de carburant. On a observé que la quantité de carburant injectée par l'injecteur est très sensible aux fluctuations du
répartiteur commun alimentant en fluide d'actionnement les injec-
teurs ainsi qu'aux variations du déplacement de la vanne de commande d'actionnement. Les fluctuations normales de pression du
répartiteur commun peuvent entraîner des variations significa-
tives de la quantité de carburant injecté au ralenti.
Puisque la bobine de l'injecteur est excitée pendant une période de temps tellement courte au ralenti, les quantités
d'injection peuvent également varier à cause du déplacement irré-
gulier de la vanne étagée. Dans ce second cas, de petites varia-
tions du temps de commande d'excitation peuvent entraîner des variations dans les quantités de carburant injecté. De plus, des variations dans les quantités injectées peuvent provenir de temps d'excitation insuffisants pour amener la vanne de commande étagée
à s'arrêter sur son siège supérieur avant la commande de fer-
meture. En d'autres termes, de petites variations des temps d'ex-
citation de la bobine peuvent amener la vanne étagée à rebondir sur son siège supérieur et à se fermer plus rapidement qu'elle ne
le ferait pour un temps d'excitation légèrement plus court. Puis-
que qu'un fonctionnement instable du moteur n'est vraiment pas souhaitable, particulièrement au ralenti, il y a un besoin de
faire en sorte que ces injecteurs de carburant actionnés hydrau-
liquement soient moins sensibles aux fluctuations de pression du répartiteur et/ou aux variations du déplacement de la vanne de
commande étagée.
La présente invention est prévue pour remédier à l'un
ou davantage des problèmes présentés ci-dessus.
Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un injecteur de carburant actionné hydrauliquement comprenant un corps d' injecteur comprenant une chambre à buse qui débouche sur une sortie de buse et un alésage de plongeur, et comprenant de
plus un accès de stabilisation de ralenti qui débouche sur l'alé-
sage de plongeur; un moyen hydraulique pour mettre le carburant sous pression dans la chambre à buse, qui comprend un plongeur monté de façon à aller et venir dans l'alésage de plongeur entre une position rétractée et une position avancée; une partie de l'alésage du plongeur et le plongeur définissant une chambre de mise sous pression du carburant; un élément de vanne à aiguille installé pour aller et venir dans la chambre à buse entre une position ouverte dans laquelle la sortie de buse est ouverte et une position fermée dans laquelle la sortie de buse est fermée; le plongeur se déplaçant depuis la position rétractée jusqu'à la position avancée sur une distance relativement courte lorsque l'injecteur fonctionne au ralenti; l'accès de stabilisation de ralenti comprenant une section de passage d'accès suffisamment
restreinte pour que la pression dans la chambre à buse soit main-
tenue au-dessus d'une pression de fermeture de la vanne lorsque l'accès de stabilisation de ralenti est ouvert et que l'injecteur fonctionne au ralenti; et une partie du plongeur fermant l'accès
de stabilisation au ralenti lorsque le plongeur est dans sa posi-
tion rétractée.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'accès de stabilisation de ralenti est indépendant de toute obstruction. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le plongeur se déplace d'une position rétractée vers une position
avancée sur une distance relativement grande quand ledit injec-
teur fonctionne dans les conditions de charge; et une partie du plongeur ferme l'accès de stabilisation de ralenti sur la plus
grande partie de ladite relativement grande distance.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la sortie de buse a une section de passage de buse à peu près
égale ou plus grande que la section de passage de l'accès.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la section de passage de buse est à peu près égale à la section
de passage de l'accès.
Selon un mode de réalisation de la présente invention,
l'accès de stabilisation de ralenti comprend une ouverture d'alé-
sage circulaire à l'intérieur de l'alésage du plongeur.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le plongeur comprend une extrémité et une surface cylindrique, et comprend un passage d'injection s'étendant entre ladite extrémité
et ladite surface cylindrique.
Selon un mode de réalisation de la présente invention,
le corps d'injecteur comprend en outre un accès d'injection prin-
cipal avec une section de passage principale s'ouvrant sur l'alé-
sage de plongeur; et ladite section de passage principale est suffisarmment non restreinte pour que la pression dans la chambre à buse chute en dessous d'une pression de fermeture de vanne
lorsque l'accès principal d'injection est ouvert et que l'injec-
teur fonctionne dans les conditions de ralenti.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'accès d'injection principal s'ouvre sur l'alésage du plongeur
au-dessus de l'accès de stabilisation de ralenti.
Selon un mode de réalisation de la présente invention,
une partie du plongeur ferme l'accès d'injection principal lors-
que l'accès de stabilisation de ralenti est ouvert vers la cham-
bre de mise sous pression du carburant.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le plongeur comprend une gorge ayant une certaine largeur; et
l'accès d'injection principal est séparé de l'accès de stabilisa-
tion de ralenti d'une distance à peu près égale à ladite largeur.
La présente invention prévoit aussi un injecteur de
carburant actionné hydrauliquement comprenant un corps d'injec-
teur comportant une chambre à buse qui débouche sur une sortie de buse et un alésage de plongeur et comprenant de plus un accès d'injection principal et un accès de stabilisation de ralenti qui débouchent sur l 'alésage de plongeur; un moyen hydraulique pour
mettre le carburant sous pression dans la chambre à buse, compre-
nant un plongeur monté pour aller et venir dans l'alésage de plongeur entre une position rétractée et une position avancée; une partie de l'alésage du plongeur et le plongeur définissant une chambre de mraise sous pression du carburant; un élément de vanne à aiguille monté pour aller et venir dans la chambre à buse entre une position ouverte dans laquelle la sortie de buse est ouverte et une position fermée dans laquelle la sortie de buse est fermée; une partie de plongeur fermant l'accès d'injection principal lorsque le plongeur est dans la position rétractée;
une partie différente du plongeur fermant l'accès de stabilisa-
tion de ralenti lorsque le plongeur est dans la position rétrac-
tée; l'accès d'injection principal débouchant sur la chambre de mise sous pression du carburant au niveau d'une partie de la course du plongeur entre la position rétractée et la position avancée; et l'accès de stabilisation de ralenti débouchant sur la chambre de mise sous pression du carburant au niveau d'une
partie différente de la course dudit plongeur entre ladite posi-
tion rétractée et ladite position avancée.
Selon un mode de réalisation de la présente invention,
le plongeur se déplace de la position rétractée jusqu'à la posi-
tion avancée sur une distance relativement courte lorsque l'in-
jecteur fonctionne au ralenti; l'accès d'injection principal à une section de passage principale; et ladite section de passage principale est suffisamment non restreinte pour que la pression
dans la chambre à buse chute en dessous d'une pression de ferme-
ture de vanne lorsque l'accès d'injection principal est ouvert et
que l'injecteur fonctionne au ralenti.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, 1 'accès d'injection principal débouche sur 1' alésage de plongeur
au-dessus de l'accès de stabilisation de ralenti.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le plongeur comprend une gorge ayant une certaine largeur; et
l'accès d'injection principal est séparée de l'accès de stabili-
sation de ralenti d'une distance à peu près égale à ladite lar-
geur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la sortie de buse a une section de passage de buse à peu près
égale ou plus grande que la section de passage dudit accès.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la section de passage de buse est à peu près égale à la section
de passage dudit accès.
Selon un mode de réalisation de la présente invention,
l'accès de stabilisation de ralenti comprend une ouverture d'alé-
sage circulaire à l'intérieur de l'alésage du plongeur.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le plongeur comprend une extrémité et une surface cylindrique, et comprend un passage d'injection s'étendant entre ladite extrémité
et ladite surface cylindrique.
La présente invention prévoit aussi un injecteur de
carburant actionné hydrauliquement comprenant un corps d'injec-
teur comportant une chambre à buse qui débouche sur une sortie de buse et un alésage de plongeur, et comprenant de plus un accès de
stabilisation de ralenti qui débouche sur ledit alésage de plon-
geur; un moyen hydraulique pour mettre sous pression le carbu-
rant dans la chambre à buse, qui comprend un plongeur installé pour aller et venir dans ledit alésage de plongeur entre une
position rétractée et une position avancée; une partie de l'alé-
sage de plongeur et le plongeur définissant une chambre de mise
sous pression du carburant; un élément de vanne à aiguille ins-
tallé pour aller et venir dans la chambre à buse entre une position ouverte dans laquelle la sortie de buse est ouverte et une position fermée dans laquelle la sortie de buse est fermée, et comportant une surface de levage hydraulique soumise à la pression de la chambre à buse; des moyens, comprenant un accès de stabilisation de ralenti pour rendre insensible la quantité de carburant injecté aux variations du déplacement du plongeur quand
ledit injecteur de carburant fonctionne au ralenti.
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans
la description suivante de modes de réalisation particuliers
faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles:
la figure 1 est une vue schématique d'un système d'in-
jection de carburant actionné hydrauliquement selon la présente
invention.
La figure 2 est une vue en coupe de côté d'un injecteur
de carburant selon la présente invention.
La figure 3 est une vue en coupe partielle, agrandie, de côté, du plongeur et de l'accès de l'injecteur de carburant
représenté dans la figure 2.
La figure 4 est un schéma montrant les tailles relati-
ves des sections de passage de l'accès d'injection principal, de l'accès de stabilisation de ralenti et de la sortie de buse de
1' injecteur de carburant représenté dans la figure 2.
Les figures 5a et 5b sont les tracés des variations respectives de pression et de volume d'injection du répartiteur
d'un injecteur de carburant de la technique antérieure.
Les figures 6a et 6b sont les tracés des variations respectives de pression et de volume d'injection du répartiteur d'un injecteur de carburant comportant un accès de stabilisation
de ralenti selon la présente invention.
Les figures 7a et 7b sont les tracés des variations respectives de déplacement et de volume d'injection de la vanne étagée d'un exemple d'injecteur de carburant de la technique
antérieure.
Les figures 8a et 8b sont les tracés des variations respectives de déplacement et de volume d'injection de la vanne
étagée d'un injecteur de carburant comportant un accès de stabi-
lisation de ralenti selon la présente invention.
La figure 9 est une vue en coupe partielle, agrandie,
de côté, d'une zone d'accès et de plongeur d'un injecteur de car-
burant selon un autre mode de réalisation de la présente inven-
tion. La figure 1 représente un mode de réalisation d'un sys- tème d'injection de carburant 10 piloté électroniquement, actionné hydrauliquement, dans un exemple de configuration prévu pour un moteur diesel à combustion interne 12 à cycle d'injection directe. Le système de carburation 10 comprend un ou plusieurs injecteurs de carburant 14 pilotés électroniquement, actionnés
hydrauliquement, chacun étant prévu pour être placé dans l'alé-
sage respectif de la culasse du moteur 12. Le système de carbura-
tion 10 comprend un appareil ou un moyen 16 pour alimenter en fluide d'actionnement chaque injecteur 14, un appareil ou un
moyen 18 pour alimenter en carburant chaque injecteur, un ordina-
teur pour piloter électroniquement le système d'injection de car-
burant et un appareil ou un moyen 19 pour faire recirculer le fluide d'actionnement et pour récupérer l'énergie hydraulique du
fluide d'actionnement quittant chacun des injecteurs.
Le moyen 16 d'alimentation en fluide d'actionnement comprend de préférence un carter de fluide d'actionnement 13, une
pompe de transfert du fluide d'actionnement à pression relative-
ment basse 6, un refroidisseur de fluide d'actionnement 8, un ou plusieurs filtres de fluide d'actionnement 5, une pompe haute pression 2 pour générer la pression relativement élevée du fluide d'actionnement et au moins un répartiteur commun 9 de pression relativement élevée. Le répartiteur commun 9 est agencé pour une communication de fluide avec la sortie de la pompe à pression relativement élevée du fluide d'actionnement 2. Une branche de passage 40 du répartiteur relie l'entrée du fluide d'actionnement
de chaque injecteur 14 au répartiteur comrmun haute pression 9.
Le fluide d'actionnement, quittant le canal d'évacua-
tion de fluide d'actionnement de chaque injecteur 14, pénètre dans une ligne de recirculation 7 qui l'amène au moyen 19 de recirculation ou de récupération de l'énergie hydraulique. Une partie du fluide d'actionnement recirculé est canalisée vers la pompe de fluide d'actionnement haute pression 2 tandis qu'une autre partie est renvoyée au carter de fluide d'actionnement 13
au moyen de la ligne de recirculation 4. Dans la présente inven-
tion, le fluide d'actionnement est de préférence un quelconque fluide disponible au sein du moteur. Cependant, dans les modes de réalisation préférés, le fluide d'actionnement est de l'huile de lubrification de moteur et le carter du fluide d'actionnement 13 est un carter d'huile de lubrification de moteur. Ceci permet au
système d'injection de carburant d'être relié conmme un sous-
système parasite au système de circulation d'huile de lubrifica-
tion du moteur. A titre de variante, le fluide d'actionnement pourrait être du carburant fourni par un réservoir de carburant 42 ou une autre source, telle que du fluide de refroidissement,
etc. Le moyen d'alimentation en carburant 18 comprend de préfé-
rence un réservoir de carburant 42, un passage d'alimentation en carburant 44 agencé pour la communication de fluide entre le réservoir de carburant 42 et l'entrée de carburant de chacun des injecteurs 14. Sont également inclus une pompe de transfert de
carburant à pression relativement basse 46, un ou plusieurs fil-
tres de carburant 48, une vanne de régulation d'alimentation en
carburant 49 et un passage de circulation et de retour de carbu-
rant 47 agencé pour la communication de fluide entre les injec-
teurs 14 et le réservoir de carburant 42.
Un ordinateur 17, qui comprend un module de commande électronique 11, contient les informations ainsi que le système de décision logique définissant les paramètres de fonctionnement du système de carburation optimum et il contrôle également les composants clés du système d'injection de carburant, incluant la pression du fluide d'actionnement et le temps d'excitation de la bobine de l'injecteur. Le module de commande électronique il reçoit des signaux de données d'entrée depuis un ou plusieurs dispositifs fournissant des signaux. Par exemple, des signaux de données d'entrée peuvent comprendre la vitesse du moteur S1, la position de l'arbre d'embrayage S2, la température du liquide de refroidissement du moteur S3, la pression d'échappement du moteur S4, la pression de la prise d'air du collecteur S5, la pression du fluide d'actionnement du répartiteur commun S6, la position effective ou attendue de la vanne de régulation S7 et la position de fonctionnement de la transmission S8. Le signal de commande de la sortie S9 est dirigé sur la pompe haute pression et commande
la pression du fluide d'actionnement dans le répartiteur commun.
Le signal de commande S1o (courant de la bobine) commande le temps d'excitation de la bobine de l'injecteur et donc la durée de chaque période d'injection. Chacun des paramètres d'injection est commandé de façon variable indépendamment de la vitesse et de
la charge du moteur.
Comme cela est représenté par la figure 2, l'injecteur de carburant actionné hydrauliquement 14 comprend un corps d'injecteur 15 comportant différents composants et contenant différents passages et alésages. En particulier, le corps de l'injecteur 15 comprend une cavité de fluide d'actionnement 20 qui ouvre sur un alésage de piston 23, une entrée de fluide
d'actionnement haute pression 21 vers le siège 81 et une évacua-
tion du fluide d'actionnement basse pression 22 par le siège 82.
Lorsque la bobine 45 est excitée, l'élément de vanne étagée 80 s'élève en s'opposant à l'action du ressort 86 pour fermer le
siège 82 et ouvrir le siège 81, de sorte que le fluide d'action-
nement haute pression peut circuler à travers l'entrée 21 et le
siège 81 jusque dans la cavité de fluide d'actionnement 20. Lors-
que la bobine 45 est désexcitée, le ressort de compression 86 rappelle l'élément de vanne étagée 80 pour fermer le siège 81 et ouvrir le siège 82. Ainsi, la cavité de fluide d'actionnement 20
est normalement ouverte vers l'évacuation du fluide d'action-
nement basse pression 19 lorsque la bobine 45 est désexcitée.
Un piston amplificateur 50 est placé pour aller et venir dans l'alésage de piston 23 entre une position rétractée (représentée) et une position avancée. Le piston se déplace vers le bas quand sa surface hydraulique supérieure est soumise au fluide d'actionnement haute pression. Un ressort de rappel 53 maintient un plongeur 52 en contact avec la partie inférieure du piston amplificateur 50, et les rappelle tous deux dans leur position rétractée, comme cela est représenté. Le plongeur 52 est placé pour aller et venir dans un alésage de plongeur 25 entre une position rétractée (représentée) et une position avancée. Une partie de l'alésage du plongeur 25 et le plongeur 52 définissent
une chambre de mise sous pression du carburant 26.
Le corps d'injecteur 15 comprend en outre une chambre à buse 28 qui débouche sur la chambre de mise sous pression 26 par un passage de raccordement 27 et qui débouche également sur la sortie de buse 29. Un élément de vanne à aiguille 70 est placé pour aller et venir dans la chambre à buse 28 entre une position ouverte dans laquelle la sortie de buse 29 est ouverte et une position fermée dans laquelle la sortie de buse 29 est fermée. Un ressort de compression 75 rappelle normalement l'élément de vanne à aiguille 70 dans sa position fermée. Lorsque la pression du
carburant dans la chambre à buse 28 dépasse la pression d'ouver-
ture de vanne suffisamment pour compenser le ressort de compres-
sion 75, la force hydraulique agissant sur les surfaces hydrauli-
ques de levage 71 entraîne l'élément de vanne à aiguille 70 à s'élever et à ouvrir la sortie de buse 29. L'élément de vanne à aiguille restera dans sa position ouverte aussi longtemps que la pression de carburant sera maintenue supérieure à une pression de fermeture de vanne, qui est habituellement plus faible que la
pression d'ouverture de vanne. Le carburant pénètre dans l'injec-
teur 14 par l'ouverture d'entrée/sortie de carburant 30 et circule le long du passage 31, l'anti-retour à bille 32 et jusque
dans la chambre de mise sous pression du carburant 26. L'anti-
retour à bille 32 évite une mise en circulation inverse du carbu-
rant depuis la chambre de mise sous pression du carburant 26 vers l'entrée de carburant 31, lorsque durant une période d'injection
le plongeur 52 est dans sa position basse.
La figure 3 représente une vue détaillée de la partie inférieure du plongeur 52 dans sa position rétractée. Le corps
d'injecteur 15 comprend un accès d'injection principal 60 s'éten-
dant entre l'ouverture d'entrée/sortie de carburant 30 et l'alé-
sage de plongeur 25. A une distance A sous l'accès d'injection principal 60, il y a un accès de stabilisation de ralenti 61 selon la présente invention. L'accès de stabilisation de ralenti 61 s'étend aussi entre l'alésage de plongeur 25 et l'entrée/sortie de carburant 30. Le plongeur 52 comprend une surface extérieure cylindrique 57 et une extrémité 55. Un passage d'injection s'étend entre l'extrémité 55 et la surface latérale 57. Ce passage prend ici la forme d'une gorge 54 et de plusieurs passages d'injection verticaux 56 qui débouchent d'un côté dans la chambre de mise sous pression du carburant 26 et de l'autre côté dans la gorge 54. D'autres formes de plongeurs, telles que celles décrites dans les brevets précédemment mentionnés des États-Unis d'Amérique N 5 492 098 de Hafner et al., pourraient
être utilisées en relation avec l'accès principal 60 de la pré-
sente invention. Le brevet de Hafner et al. décrit comment le passage d'injection depuis l'accès d'injection principal le long du plongeur entraîne inévitablement une injection fractionnée dans les conditions de ralenti et dans les autres conditions de
faible demande en carburant.
La figure 3 représente le plongeur dans sa position rétractée de telle façon qu'il existe une distance C entre la gorge 54 et l'accès d'injection principal 60. La distance C est choisie de telle façon que lorsque le plongeur 52 se déplace vers le bas, une petite injection initiale du type illustré par les figures 5b, 6b, 7b et 8b se produit. Une fois que le plongeur 52 a parcouru la distance C, la gorge 54 débouche vers l'accès d'injection principal 60, ce qui met en communication l'ouverture
d'entrée/retour 30 et la chambre de mise sous pression du carbu-
rant 26.
Selon la figure 4, la section de passage de l'accès d'injection principal 60 est beaucoup plus grande que la section
de passage de la sortie de buse 29 et que l'accès de stabilisa-
tion de ralenti 61. La section de passage principale est suf-
fisamment grande ou non restreinte pour que la pression dans la chambre de mise sous pression du carburant descende en dessous de la pression de fermeture de vanne lorsque l'accès d'injection principal est ouvert et que l'injecteur fonctionne au ralenti. Au ralenti, la bobine 45 a un temps relativement court d'excitation et la pression du fluide d'actionnement dans le répartiteur commun est relativement faible. Ainsi, lorsque l'accès principal d'injection 60 est ouvert, il n'y a pas suffisanmmnent de pression pour agir sur les surfaces hydrauliques de levage 71 de l'élément de vanne à aiguille 70 pour la maintenir dans sa position ouverte et elle se ferme donc rapidement sous l'action du ressort de
compression 75. Tandis que le plongeur 52 continue son déplace-
ment vers le bas, l'accès principal d'injection 60 est alors
fermé par la surface latérale 57 du plongeur 52.
Dans ce mode de réalisation, la distance A entre l'accès principal d'injection 60 et l'accès de stabilisation de
ralenti 61 est à peu près égale à la largeur B de la gorge 54.
Ceci permet à l'injecteur de prendre tout l'avantage de l'accès
de stabilisation de ralenti.
Lorsque le plongeur continue son déplacement descen-
dant, la gorge 54 débouche sur l'accès de stabilisation de
ralenti 61. L'accès de stabilisation de ralenti 61 est de préfé-
rence de forme circulaire si bien que sa section de passage peut être pilotée de façon fine. La section de passage de l'accès de stabilisation de ralenti 61 devrait être à peu près égale ou légèrement inférieure à la section de passage de la sortie de buse 29. Les sections de passage à peu près égales en taille ont montré dans le passé qu'elles présentaient globalement les meilleures performances. A chaque période, durant laquelle l'accès de stabilisation de ralenti est ouvert et l'injecteur fonctionne au ralenti, la section de passage combinée de l'accès de stabilisation de ralenti 61 et de la sortie de buse 29 devrait être suffisammrent petite ou restreinte pour que la pression de la
chambre de mise sous pression du carburant 26 soit maintenue au-
dessus de la pression de fermeture de vanne. De préférence, la gorge 54reste ouverte sur l'accès de stabilisation de ralenti 61
pendant la partie restante de la période d'injection au ralenti.
Puisque le véritable but de l'accès de stabilisation de ralenti est de rendre la quantité de carburant injecté insensible aux variations de pression du répartiteur et/ou aux déplacements de la vanne étagée, il est important que l'accès de stabilisation
de ralenti n'introduise pas de nouvelles variations dans le sys-
tème d'injection. En particulier, l'accès de stabilisation de ralenti 61 doit être indépendant de toute vanne de contrôle ou de toute autre obstruction qui pourrait introduire des variations, comme des variations de la tension d'un ressort, etc., dans le mode de fonctionnement de l'injecteur. La structure de préférence circulaire de l'accès de stabilisation de ralenti 61 permet une
meilleure maîtrise de l'obtention de la section de passage pen-
dant la fabrication quelle que soit la tolérance jugée néces-
saire. La figure 9 représente un autre mode de réalisation de la présente invention, dans lequel un accès de stabilisation de
ralenti 61' est utilisé, mais sans accès d'injection principal.
Le plongeur est sensiblement identique dans les deux cas. Ainsi, cet injecteur n'aurait pas la capacité de réaliser une injection fractionnée pendant l'injection de carburant puisque la section de passage de l'accès de stabilisation de ralenti 61' serait trop restreinte pour permettre à la pression de carburant sous le plongeur 52 de chuter en dessous de la pression de fermeture de
l'élément de vanne à aiguille 70. Comme dans le mode de réalisa-
tion précédent, la surface latérale 57 du plongeur 52 ferme de préférence l'accès de stabilisation de ralenti 61' lorsque le plongeur est rétracté, comme cela est représenté. Dans ce mode de réalisation, l'accès de stabilisation de ralenti 61' s'ouvre de préférence pendant la dernière moitié de l'injection au ralenti, puisque c'est généralement là o les fluctuations du déplacement du plongeur se produisent à cause des variations de pression du
répartiteur et des variations du déplacement de la vanne étagée.
En d'autres termes, puisque les variations de la pression du
répartiteur et que les variations du déplacement de la vanne éta-
gée conduisent inévitablement à des variations du déplacement du plongeur 52, l'accès de stabilisation de ralenti de la présente invention débouche dans l'alésage du plongeur au voisinage du plongeur, de sorte que ces fluctuations sont évacuées par l'accès de stabilisation de ralenti plutôt que par la sortie de buse à la
partie inférieure.
Les figures 5a et 5b représentent respectivement les
tracés des variations de pression du répartiteur et des varia-
tions conséquentes du volume massique injecté, dans les condi-
tions fractionnées de ralenti pour un injecteur du type repré-
senté par la figure 2, mais sans l'accès de stabilisation de ralenti 61 de la présente invention. En d'autres termes, un injecteur de la technique antérieure. La figure 5b montre que la
première injection pendant la période d'injection reste sensible-
ment identique indépendamment des variations de la pression du
répartiteur, mais la seconde injection varie de façon significa-
tive en volume à cause des variations de pression du répartiteur.
Puisque cette variation peut atteindre un pourcentage sensible du
volume total de carburant injecté au ralenti, un moteur peut pré-
senter des à-coups ou un comportement irrégulier lorsque le volume injecté varie fortement comme cela est représenté par la
*figure 5b.
Les figures 6a et 6b représentent des conditions iden-
tiques d'injection, sauf que c'est un injecteur du type illustré dans la figure 2 comportant un accès de stabilisation de ralenti 61 selon la présente invention. La figure 6b montre que les variations
du déplacement du plongeur dues aux variations de pression du répar-
titeur n'entraînent pas une variation significative du volume du carburant injecté dans les conditions d'injection au ralenti fractionné. On comprendra naturellement que le temps d'injection de l'injecteur des figures 6a et 6b est plus long que celui de l'injecteur des figures 5a et 5b puisqu'une quantité de carburant est perdue par l'accès de stabilisation de ralenti. Puisque
l'accès de stabilisation de ralenti s'ouvre au voisinage du plon-
geur, les variations de quantité de carburant pompée par le plon-
geur 52 devrait apparaître si la quantité de carburant perdue par
l'accès de stabilisation de ralenti était représentée graphique-
ment. Les figures 7a et 7b représentent un exemple de condi-
tion d'injection fractionnée au ralenti pour un injecteur de car-
burant de l'art antérieur du type illustré par la figure 2, mais sans l'accès de stabilisation de ralenti, sur une plage attendue
de variation du déplacement de la vanne étagée. La figure 7b mon-
tre que la quantité injectée lors de la seconde injection dans des conditions d'injection fractionnée au ralenti varie de façon significative. A nouveau, cette variation de quantité totale de carburant injecté dans les conditions de ralenti peut entraîner un fonctionnement instable et irrégulier non voulu du moteur. En rajoutant simplement un accès de stabilisation de ralenti dans un injecteur identique à celui qui donnait les courbes des figures 7a et 7b, la variation de volume d'injection est pratiquement
éliminée (voir la figure 8b). Ainsi à l'aide d'un accès de stabi-
lisation de ralenti placé et dimensionné de façon appropriée, les quantités massiques de fluide injecté par les injecteurs peuvent
être rendues insensibles aux variations du déplacement du plon-
geur. Cette désensibilisation est obtenue quelle que soit l'ori-
gine des variations qu'elles proviennent des variations de pression du répartiteur et/ou des changements du déplacement de
la vanne étagée.
L'homme de l'art appréciera que l'accès de stabilisa-
tion de ralenti doit être dimensionné pour avoir une section de passage suffisamment petite pour que la pression de carburant
reste au-dessus de la pression de fermeture de la vanne de l'élé-
ment de vanne à aiguille 70. Autrement, la fonction de l'accès de stabilisation de ralenti serait détruite puisque l'élément de vanne à aiguille fermerait quand l'accès de stabilisation de ralenti serait ouvert. De même, l'accès de stabilisation de ralenti doit être suffisamment grand pour qu'il ait quelque effet sur le comportement de l'injecteur au ralenti. De préférence la section de passage de l'accès de stabilisation de ralenti est à peu près égale à celle de la sortie de buse. Il est important de noter qu'au ralenti, le plongeur se déplace d'une relativement courte distance vers le bas, mais qu'aux conditions de charge, le plongeur se déplace d'une distance relativement grande afin d'injecter un volume de carburant qui puisse être dix fois ou
davantage plus grand que la quantité injectée au ralenti.
Si le débit massique était représenté pour l'injecteur de la présente invention aux conditions de charge, le graphique serait sensiblement identique à celui représenté dans le brevet
antérieur N 5 492 098 de Hafner et al. En d'autres termes puis-
que la section de passage de l'accès de stabilisation de ralenti est si petite et puisque elle est ouverte seulement une période relativement brève pendant la descente du plongeur dans les conditions de charge, l'accès de stabilisation de ralenti a très peu d'effets sur la quantité injectée ou sur l'aspect injecté dans les conditions de charge. Ainsi, l'accès de stabilisation de ralenti de la présente invention n'intervient qu'au ralenti ou
que dans les situations de demande de faible quantité de carbu-
rant puisque c'est alors que l'injecteur est plus sensible aux variations de pression du répartiteur et/ou du déplacement de la
vanne étagée. L'homme de l'art appréciera que l'accès de stabili-
sation de ralenti de la présente invention pourrait rester ouvert pendant toutes les périodes que ce soit des conditions de ralenti ou de charge, mais cela entraînerait un gaspillage d'énergie puisque on pomperait de façon inutile du carburant de la ligne de recirculation sans en obtenir aucun bénéfice. Afin de réduire le gaspillage d'énergie en pompant du carburant au travers de l'accès de stabilisation de ralenti il est préférable de le
conserver ouvert seulement durant la dernière moitié de l'injec-
tion dans les conditions de ralenti, puisque selon plusieurs sources, les ingénieurs ont observé que c'est pendant cette période que l'injecteur est le plus sensible aux variations du
déplacement du plongeur.
Claims (20)
1. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14), caractérisé en ce qu'il comprend: un corps d'injecteur (15) comprenant une chambre à buse (28) qui débouche sur une sortie de buse (29) et un alésage de plongeur (25), et comprenant de plus un accès de stabilisation de ralenti (61) qui débouche sur l'alésage de plongeur (25); un moyen hydraulique pour mettre le carburant sous pression dans la chambre à buse (28), qui comprend un plongeur (52) monté de façon à aller et venir dans l'alésage de plongeur (25) entre une position rétractée et une position avancée; une partie de l'alésage du plongeur (25) et le plongeur (52) définissant une chambre de mise sous pression du carburant (26); un élément de vanne à aiguille (70) installé pour aller et venir dans la chambre à buse (28) entre une position ouverte dans laquelle la sortie de buse (29) est ouverte et une position fermée dans laquelle la sortie de buse (29) est fermée; le plongeur (52) se déplaçant depuis la position
rétractée jusqu'à la position avancée sur une distance relative-
ment courte lorsque l'injecteur (14) fonctionne au ralenti; l'accès de stabilisation de ralenti (61) comprenant une section de passage d'accès suffisamment restreinte pour que la pression dans la chambre à buse (28) soit maintenue au-dessus
d'une pression de fermeture de la vanne lorsque l'accès de stabi-
lisation de ralenti (61) est ouvert et que l'injecteur (14) fonc-
tionne au ralenti; et
une partie du plongeur (52) fermant l'accès de stabili-
sation au ralenti (61) lorsque le plongeur (52) est dans sa posi-
tion rétractée.
2. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14)
selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accès de stabi-
lisation de ralenti (61) est indépendant de toute obstruction.
3. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le plongeur (52) se déplace d'une position rétractée vers une position avancée sur une distance relativement grande quand ledit injecteur fonctionne dans les conditions de charge; et
une partie du plongeur (52) ferme l'accès de stabilisa-
tion de ralenti (61) sur la plus grande partie de ladite relati-
vement grande distance.
4. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie de buse (29) a une section de passage de buse à peu près égale ou plus
grande que la section de passage de l'accès.
5. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la section de passage de buse est à peu près égale à la section de passage de
1' accès.
6. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14)
selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accès de stabi-
lisation de ralenti (61) comprend une ouverture d'alésage circu-
laire à l'intérieur de l'alésage du plongeur (25).
7. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plongeur (52) comprend une extrémité (55) et une surface cylindrique (57), et comprend un passage d'injection (54, 56) s'étendant entre ladite
extrémité (55) et ladite surface cylindrique (57).
8. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps d'injecteur (15) comprend en outre un accès d'injection principal
(60) avec une section de passage principale s'ouvrant sur l'alé-
sage de plongeur (25); et ladite section de passage principale est suffisanmment non restreinte pour que la pression dans la chambre à buse (28) chute en dessous d'une pression de fermeture de vanne lorsque l'accès principal d'injection (60) est ouvert et que l'injecteur
(14) fonctionne dans les conditions de ralenti.
9. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'accès d'injection principal (60) s'ouvre sur l'alésage du plongeur (25)
au-dessus de l'accès de stabilisation de ralenti (61).
10. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une partie du plongeur (52) ferme l'accès d'injection principal (60) lorsque
l'accès de stabilisation de ralenti (61) est ouvert vers la cham-
bre de mise sous pression du carburant (26).
11. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le plongeur (52) comprend une gorge (54) ayant une certaine largeur; et l'accès d'injection principal (60) est séparé de l'accès de stabilisation de ralenti (61) d'une distance à peu
près égale à ladite largeur.
12. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14), caractérisé en ce qu'il comprend: un corps d'injecteur (15) comportant une chambre à buse (28) qui débouche sur une sortie de buse (29) et un alésage de
plongeur (25) et comprenant de plus un accès d'injection princi-
pal (60) et un accès de stabilisation de ralenti (61) qui débou-
chent sur l'alésage de plongeur (25); un moyen hydraulique pour mettre le carburant sous pression dans la chambre à buse (28), comprenant un plongeur (52) monté pour aller et venir dans l'alésage de plongeur (25) entre une position rétractée et une position avancée; une partie de l'alésage du plongeur (25) et le plongeur (52) définissant une chambre de mise sous pression du carburant (26); un élément de vanne à aiguille (70) monté pour aller et venir dans la chambre à buse (28) entre une position ouverte dans
laquelle la sortie de buse (29) est ouverte et une position fer-
mée dans laquelle la sortie de buse (29) est fermée; une partie de plongeur (52) fermant l'accès d'injection principal (60) lorsque le plongeur (52) est dans la position rétractée; une partie différente du plongeur (52) fermant l'accès de stabilisation de ralenti (61) lorsque le plongeur (52) est dans la position rétractée; l'accès d'injection principal (60) débouchant sur la chambre de mise sous pression du carburant (26) au niveau d'une partie de la course du plongeur entre la position rétractée et la position avancée; et l'accès de stabilisation de ralenti (61) débouchant sur la chambre de mise sous pression du carburant (26) au niveau d'une partie différente de la course dudit plongeur entre ladite
position rétractée et ladite position avancée.
13. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 12, caractérisé en ce que le plongeur (52) se déplace de la position rétractée jusqu'à la position avancée sur une distance relativement courte lorsque l'injecteur (14) fonctionne au ralenti; l'accès d'injection principal (60) à une section de passage principale; et ladite section de passage principale est suffisamment non restreinte pour que la pression dans la chambre à buse (28) chute en dessous d'une pression de fermeture de vanne lorsque l'accès d'injection principal (60) est ouvert et que l'injecteur
(14) fonctionne au ralenti.
14. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'accès d'injection principal (60) débouche sur l'alésage de plongeur
(25) au-dessus de l'accès de stabilisation de ralenti (61).
15. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 14, caractérisé en ce que le plongeur (52) comprend une gorge (54) ayant une certaine largeur; et l'accès d'injection principal (60) est séparé de l'accès de stabilisation de ralenti (61) d'une distance à peu
près égale à ladite largeur.
16. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 12, caractérisé en ce que la sortie de buse (29) a une section de passage de buse à peu près égale ou
plus grande que la section de passage dudit accès.
17. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 16, caractérisé en ce que la section de passage de buse est à peu près égale à la section de passage
dudit accès.
18. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'accès de stabilisation de ralenti (61) comprend une ouverture d'alésage
circulaire à l'intérieur de l'alésage du plongeur (25).
19. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14) selon la revendication 12, caractérisé en ce que le plongeur (52) comprend une extrémité (55) et une surface cylindrique (57), et comprend un passage d'injection (54, 56) s'étendant entre
ladite extrémité (55) et ladite surface cylindrique (57).
20. Injecteur de carburant actionné hydrauliquement (14), caractérisé en ce qu'il comprend: un corps d'injecteur (15) comportant une chambre à buse (28) qui débouche sur une sortie de buse (29) et un alésage de plongeur (25), et comprenant de plus un accès de stabilisation de ralenti (61) qui débouche sur ledit alésage de plongeur (25); un moyen hydraulique pour mettre sous pression le carburant dans la chambre à buse (28), qui comprend un plongeur (52) installé pour aller et venir dans ledit alésage de plongeur (25) entre une position rétractée et une position avancée; une partie de l'alésage de plongeur (25) et le plongeur (52) définissant une chambre de mise sous pression du carburant (26); un élément de vanne à aiguille (70) installé pour aller et venir dans la chambre à buse (28) entre une position ouverte dans laquelle la sortie de buse (29) est ouverte et une position fermée dans laquelle la sortie de buse est fermée, et comportant une surface de levage hydraulique (71) soumise à la pression de la chambre à buse (28); des moyens, comprenant un accès de stabilisation de ralenti (61) pour rendre insensible la quantité de carburant injecté aux variations du déplacement du plongeur (52) quand
ledit injecteur de carburant (14) fonctionne au ralenti.
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|---|---|---|---|
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| Date | Code | Title | Description |
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