FR2776339A1 - Installation d'injection de carburant pour un moteur a combustion interne multicylindre - Google Patents
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Abstract
a) Installation d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne multicylindre, comportant une pompe d'injection sous haute pression, entraînée par came pour refouler le carburant dans une conduite d'alimentation commune (Common Rail), qui agit comme réservoir sous haute pression et d'où des conduites d'injection partent vers des buses d'injection, ainsi qu'une commande d'électrovanne qui détermine le début respectif du refoulement du carburant.b) Installation caractérisée par le fait que dans chaque conduite d'injection (5), réalisée sous forme d'une conduite individuelle de carburant entre conduite d'alimentation (4) et buse d'injection (3), une électrovanne (6) qui commande le début du refoulement du carburant est prévue dans le proche voisinage de la conduite d'alimentation commune (4).c) L'invention concerne une installation d'injection de carburant pour moteur à combustion interne multicylindres, se traduisant par une amélioration de la combustion de carburant et une diminution des bruits.
Description
l
INSTALLATION D'INJECTION DE CARBURANT POUR
UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE MULTI-
CYLINDRE
L'invention concerne une installation d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne multicylindre, comportant une pompe d'injection sous haute pression, entraînée par came pour refouler le carburant dans une conduite d'alimentation commune (Common Rail), qui agit comme réservoir sous haute pression et d'o des conduites d'injection partent vers des buses d'injection, ainsi qu'une commande d'électrovanne qui détermine le début
respectif du refoulement du carburant.
On connaît une installation d'injection de carburant de ce type à partir de la Revue MTZ Motor Technischen Zeitschrift/Revue Technique du Moteur, 58 (1997) 10. Dans le cas de cette installation, on emploie des injecteurs coûteux dont chacun comporte une buse d'injection, un piston de commande ainsi qu'une électrovanne. Ainsi, la haute pression d'alimentation agit dans la conduite d'alimentation commune et dans les conduites d'injection et finalement directement sur la surface de la buse d'injection exposée à la pression et en même temps sur la surface active, plus importante et limitant la chambre de commande, du piston de commande, par lequel l'aiguille d'injection est poussée sur son siège. Après l'ouverture de l'électrovanne il apparaît au piston de commande une chute de pression qui sert à ce que la buse d'injection s'ouvre. Pour achever le processus d'injection, l'électrovanne se ferme et c'est à nouveau la totalité de la pression d'alimentation qui agit sur le piston de commande. La buse
d'injection se ferme à nouveau.
Si le carburant qui arrive à la buse d'injection o à l'aiguille de la buse est injecté dans la chambre de combustion, au début du processus d'injection, sous pression très élevée, pression et température y croissent très fortement après le début de l'allumage, ainsi que la formation de NONx. Pour ne pas dépasser ici la valeur limite de NOx, il faut retarder le début du refoulement du carburant dans la conduite d'injection. La conséquence en est que le carburant
injecté ne peut pas être utilisé favorablement.
L'invention a donc pour but, de prévoir, sur l'installation d'injection de carburant du type conforme au modèle, des mesures grâce auxquelles la forte croissance de la pression d'injection qui apparaît au début du refoulement du carburant dans la conduite d'injection peut être réduite et donc les bruits de combustion
peuvent être réduits.
On atteint ce but par le fait que dans chaque conduite d'injection, réalisée sous forme d'une conduite individuelle de carburant entre conduite d'alimentation et buse d'injection, une électrovanne qui commande le début du refoulement du carburant est prévue dans le proche voisinage de la conduite d'alimentation commune. De préférence, l'électrovanne disposée dans chaque conduite
d'injection individuelle est conçue sous forme de robinet 2/2 voies.
De préférence, le pic de pression régnant dans le domaine de charge respectif présente, dans la zone du point mort haut, un palier
à pression (Ld) largement constante dans la conduite.
De préférence, en partant du point mort haut, on avance le
début du refoulement du carburant dans la conduite d'injection.
De préférence, on avance le début du refoulement du carburant dans la conduite d'injection de 2 à 9 d'angle de rotation du
v i lebrequin.
Grâce aux mesures conformes à l'invention, à savoir déplacer localement l'électrovanne et de façon plus précise dans le proche voisinage de la conduite d'alimentation commune et donc renoncer à des injecteurs coûteux et en venir à n'utiliser qu'une buse d'injection habituelle simple, on crée de la façon la plus simple une installation d'injection de carburant dans le cas de laquelle, à partir du début du refoulement du carburant dans la conduite d'injection, la croissance de la pression de carburant dans la conduite d'injection individuelle peut être retardée par le long chemin qui va
de l'électrovanne jusqu'au siège de l'aiguille de la buse d'injection.
Grâce à ce long chemin, d'un volume mort d'importance correspondante, la combustion est décalée et pression et température ne croissent pas aussi fortement. Pour un même début du refoulement du carburant dans la conduite d'injection, il apparaît
nettement moins de NO,.
Du fait que les valeurs de NOx se situent nettement en-dessous des valeurs limites, on peut avancer le début du refoulement du carburant dans la conduite d'injection jusqu'à ce que les valeurs NOX atteignent à nouveau la même valeur limite. Grâce au début plus précoce du refoulement du carburant dans la conduite d'injection, on utilise mieux le carburant, ce qui agit favorablement
sur la consommation spécifique de carburant.
L'objet de l'invention est représenté sur le dessin et expliqué
ci-dessous en détail à l'aide d'un exemple de réalisation.
La figure 1 représente une installation d'injection conforme à I'invention et La figure 2 représente graphiquement l'allure de la pression dans la conduite et de la pression dans la chambre de combustion ainsi que la course de l'aiguille en fonction des degrés de rotation du vilebrequin et de façon plus précise les courbes en traits interrompus reproduisent en détail l'état de la technique et les courbes en traits continus reproduisent la réalisation conforme à l'invention. Une installation d'injection de carburant prévue pour des moteurs à combustion interne multicylindres selon la figure 1 est essentiellement constituée d'une pompe d'injection sous haute pression 2, qui refoule le carburant dans une conduite d'alimentation commune 4, dite Common Rail, destinée à toutes les buses d'injection 3. La conduite d'alimentation 4 agit comme réservoir sous haute pression dans lequel la haute pression
d'injection de jusqu'à 1350 bars est maintenue constante.
La conduite d'alimentation commune 4 est reliée aux buses d'injection 3 par l'intermédiaire de conduites d'injection 5 individuelles ou extérieures. Les buses d'injection 3 sont des buses habituelles à action simple, et ne sont donc pas des injecteurs coûteux avec piston de commande, chambre de commande et dérivations intérieures de conduite conduisant à la chambre de commande et présentant une électrovanne à commutation rapide intégrée pour la commande de la liaison de la chambre de commande avec le système de détente et donc simultanément pour la commande de l'aiguille de buse qui, lors de la chute de pression dans la
chambre de commande, décolle de son siège.
La commande de l'instant d'injection et du dosage de la quantité de carburant est assurée par une électrovanne à commutation rapide 6 qui est conçue sous forme de robinet 2/2 voies et qui est disposée dans la conduite d'injection 5 à un endroit particulier, à savoir immédiatement près de la conduite d'alimentation commune 4, pour obtenir, entre l'électrovannc 6 et la buse d'injection 3, un tronçon significatif pour un volume mort défini pour le retard ou décalage de la combustion, ce par quoi la forte croissance de la pression de carburant dans la conduite d'injection 5 avant la buse d'injection 3 diminue. Les bruits de combustion diminuent de ce fait de façon correspondante ainsi que les valeurs de NOx malgré un même instant du début du refoulement
du carburant dans la conduite d'injection.
On peut donc légèrement avancer le début du refoulement du carburant dans la conduite d'injection jusqu'à atteindre à nouveau la même valeur limite NOx. En partant du point mort haut, l'avance peut valoir environ 2 à 9 . L'avantage de cette mesure réside dans la meilleure utilisation du carburant pour une même quantité
consommée.
On obtient donc non seulement une réduction des bruits de combustion mais également une diminution de la consommation
spécifique de carburant.
Sur la figure 1, un réservoir de carburant est désigné par le repère 7, un filtre par le repère 8, une prépompe de refoulement par le repère 9 et, par le repère 10, une soupape de trop-plein qui est disposée dans une conduite de retour embranchée sur la conduite
d'alimentation 4 et reliée au réservoir de carburant 7.
Sur la figure 2 sont représentées sur un diagramme, en fonction des degrés de rotation du vilebrequin, les courbes de la pression dans la conduite d'injection et les courbes de la pression dans le cylindre et dans la chambre de combustion, les courbes en traits interrompus représentant l'état de la technique et les courbes
en traits continus représentant la réalisation conforme à l'invention.
Dans l'état de la technique, le début du refoulement du carburant dans la conduite d'injection commence à environ 2 degrés avant le point mort haut. Il en résulte une forte croissance de la pression dans la conduite d'injection Lt, avec un pic de pression d'environ 900 bars. La pression dans la chambre de combustion Bd atteint un pic d'environ 130 bars au voisinage du point mort haut
puis décroît brusquement.
Par contre, dans la réalisation conforme à l'invention, le début du refoulement du carburant dans la conduite d'injection, décalé dans le sens de l'avance commence à environ 7 degrés de rotation de vilebrequin avant le point mort haut. La forte croissance de la pression dans la conduite d'injection Ld est ici significativement réduite au voisinage d'environ 300 bars et prend alors une allure constante. Il en résulte donc un palier qui recouvre une zone d'environ 2 degrés de rotation de vilebrequin avant le point mort haut. En comparaison, le pic de pression dans la conduite d'injection Ld est sensiblement plus élevée, à savoir à environ 130 bars. La pression dans la chambre de combustion Bd atteint également un pic d'environ 1100 bars, mais décroît sensiblement moins vite. Ceci signifie que l'on peut obtenir une utilisation
notablement meilleure du carburant.
Sur le diagramme, la course respective de l'aiguille est
désignée par Nh.
Claims (5)
1. Installation d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne multicylindre, comportant une pompe d'injection sous haute pression, entraînée par came, pour refouler le carburant dans une conduite d'alimentation commune (Common Rail), qui agit comme réservoir sous haute pression et d'o des conduites d'injection partent vers des buses d'injection, ainsi qu'une commande d'électrovanne qui détermine le début respectif du refoulement du carburant, caractérisée par le fait que dans chaque conduite d'injection (5), réalisée sous forme d'une conduite individuelle de carburant entre conduite d'alimentation (4) et buse d'injection (3), une électrovanne (6) qui commande le début du refoulement du carburant est prévue dans le proche voisinage de la conduite
d'alimentation commune (4).
2. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'électrovanne (6) disposée dans chaque conduite d'injection individuelle (5) est conçue sous forme de
robinet 2/2 voies.
3. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le pic de pression régnant dans le domaine de charge respectif présente, dans la zone du point mort
haut, un palier à pression (Ld) largement constante dans la conduite.
4. Installation d'injection de carburant selon l'une des
revendications précédentes,
caractérisé par le fait qu'en partant du point mort haut, on avance le début
du refoulement du carburant dans la conduite d'injection.
5. Installation d'injection de carburant selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'on avance le début du refoulement du carburant dans la conduite d'injection de 2 à 9 d'angle de rotation
du vilebrequin.
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