FR2795778A1 - Dispositif et procede de regulation de l'injection de carburant au moyen d'un injecteur de carburant dans un moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif comprend une chambre de commande (4) qui communique avec un accumulateur à pression élevée, la pression qui règne dans la chambre s'exerçant sur une aiguille d'injecteur (6) mobile, un obturateur de valve (20) qui est adjacent à la chambre et qui coopère avec un siège de valve (43) et met en communication la chambre avec un retour (14) en se soulevant du siège, et un dispositif de réglage de position comportant une liaison active (16) avec l'obturateur lui permettant de le soulever au moyen d'un actionnement du dispositif de réglage.Au moyen du dispositif de réglage et par l'intermédiaire de la liaison active (16), la course de l'obturateur peut être réglée d'une manière variable lorsqu'il se soulève du siège, le débit de carburant passant de la chambre dans le retour étant déterminé par la course de l'obturateur.
Description
L'invention concerne un dispositif de commande d'un injecteur de
carburant, permettant la régulation de l'injection de carburant dans un moteur à combustion interne, comprenant une chambre de commande qui communique avec un accumulateur à pression élevée, la pression qui règne dans la chambre de commande s'exerçant sur une aiguille d'injecteur, mobile, de l'injecteur de carburant, laquelle aiguille d'injecteur libère et obture des orifices d'injection ménagés dans l'injecteur de carburant, un obturateur de valve qui est disposé d'une manière mobile en une position adjacente à la chambre de commande et qui comporte une surface d'étanchéité coopérant avec un siège de valve, l'obturateur de valve mettant en communication la chambre de commande avec un retour en soulevant sa surface d'étanchéité du siège de valve, et un dispositif de réglage de position qui comporte une liaison active avec l'obturateur, le dispositif de réglage soulevant l'obturateur, par sa surface d'étanchéité, du siège de valve par l'intermédiaire de la liaison active, au moyen d'un
actionnement du dispositif de réglage.
L'invention concerne également un procédé de régulation de l'injection de carburant dans un moteur à combustion interne au moyen d'un injecteur de carburant qui comprend une chambre de commande qui communique avec un accumulateur à pression élevée, un obturateur de valve qui est disposé d'une manière mobile en une position adjacente à la chambre de commande et qui comporte une surface d'étanchéité coopérant avec un siège de valve, et un dispositif de réglage qui comporte une liaison active
avec l'obturateur de valve.
Un tel procédé et un tel dispositif sont connus par
EP-A-0 826 876.
Pour l'alimentation de moteurs à combustion interne en carburant, on utilise de plus en plus des systèmes d'injection à accumulateur dans lesquels on travaille à des pressions d'injection très élevées. De tels systèmes d'injection sont connus sous le nom de systèmes à rampe commune pour des moteurs Diesel et de systèmes d'injection HPDI pour des moteurs à allumage commandé et ils se caractérisent par le fait que le carburant est refoulé par une pompe à haute pression dans un accumulateur à haute pression, commun à tous les cylindres du moteur, à partir duquel sont alimentés les injecteurs de carburant qui sont prévus dans les
différents cylindres et exécutent l'injection.
D'une manière générale, l'ouverture et la fermeture des injecteurs de carburant sont exécutées au moyen d'un dispositif de commande à actionnement électromagnétique ou piézo-électrique. Un tel dispositif de commande comprend en général un actionneur et une valve de commande qui est disposée entre une aiguille d'injecteur mobile, située dans l'injecteur de carburant, et l'actionneur, afin d'assurer par la voie hydraulique l'ouverture et la fermeture de l'aiguille d'injecteur. La valve de commande doit déterminer de la manière la plus exacte possible dans le temps le début et la fin de l'opération d'injection et permettre un contrôle précis
de la quantité de carburant à injecter.
Dans EP-A-0 826 876 mentionné plus haut, on utilise en tant que valve de commande un obturateur de valve en forme de poinçon qui est relié à l'actionneur et s'étend dans une chambre de commande ménagée dans l'injecteur de carburant, l'obturateur de valve comportant une surface d'étanchéité qui, à l'état de repos, est maintenue par un ressort sur un siège de valve ménagé dans la chambre de commande. Dans cet état fermé de la valve de commande, c'est, dans la chambre de commande, essentiellement la pression de système totale qui est appliquée sur l'extrémité arrière d'une aiguille d'injecteur mobile située dans l'injecteur de carburant, de sorte que l'aiguille d'injecteur est repoussée vers le bas à l'encontre de la pression de carburant régnant dans une chambre d'injecteur ménagée dans l'injecteur de carburant et obture les orifices d'injection. Lors d'un actionnement de la valve de commande pas l'actionneur, la valve de commande se soulève, par sa surface d'étanchéité, du siège de valve situé dans la chambre de commande et fait communiquer cette chambre de commande avec un retour de carburant. De ce fait, la force de pression s'exerçant dans la chambre de commande sur l'aiguille d'injecteur diminue en comparaison de la force de pression qui est exercée dans la chambre d'injecteur sur l'aiguille d'injecteur, de sorte que cette aiguille d'injecteur est ouverte par la force de pression exercée dans la chambre d'injecteur et que du carburant est
injecté par les orifices d'injection.
La vitesse à laquelle l'aiguille d'injecteur s'ouvre dépend du débit de carburant sortant de la chambre de commande lorsque la valve de commande est ouverte. Ce débit de carburant est lui-même déterminé par l'intervalle existant entre la surface d'étanchéité de la valve de commande et le siège de valve et donc par la course de la valve de commande. Dans EP-A-0 826 876, on utilise, en tant qu'actionneur servant à actionner la valve de commande, un élément piézo-électrique dans lequel un choc de tension préfixé produit une charge électrique et donc une dilatation ou allongement longitudinal qui assure la course de la valve de commande. Toutefois, des tolérances de fabrication, notamment pour la valve de commande et pour l'élément piézo-électrique, ainsi que des dispersions existant dans les propriétés électriques du circuit de commande de l'élément piézo-électrique ont une influence notable sur la course de la valve de commande et donc sur le déroulement dans le temps, ou allure, de l'injection de l'injecteur de carburant. Le risque existe donc que ce déroulement de l'injection dans le temps varie d'une
manière non voulue d'un injecteur de carburant à l'autre.
C'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir un dispositif de commande et un procédé, servant à la régulation de l'injection de carburant au moyen d'un injecteur de carburant, qui permette un réglage précis du déroulement dans le temps de l'injection de l'injecteur
de carburant.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande, du type générique défini en introduction, caractérisé en ce que le dispositif de réglage est agencé d'une manière telle que, par l'intermédiaire de la liaison active, la course de l'obturateur de valve peut être réglée d'une manière variable lorsque sa surface d'étanchéité se soulève du siège de valve, le débit de carburant passant de la chambre de commande dans le retour étant déterminé par la course de l'obturateur de valve. Dans le même but, l'invention a pour objet un procédé, du type générique défini en introduction, caractérisé en ce que, par l'intermédiaire de la liaison active, la course de l'obturateur de valve peut être réglée d'une manière variable lorsque sa surface d'étanchéité se soulève du siège de valve, le débit de carburant passant de la chambre de commande dans le retour étant déterminé par la course de l'obturateur de valve. Le dispositif de commande conforme à l'invention, peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes:
- le dispositif de réglage est un actionneur piézo-
électrique qui est relié à une régulation de charge qui, au moyen d'une mise en charge, règle une dilatation longitudinale de l'actionneur piézoélectrique d'une manière correspondant à une course voulue de l'obturateur de valve, - le dispositif de commande comprend un détecteur, servant à détecter la variation de tension sur l'actionneur piézo- électrique pendant l'opération d'injection, et un circuit de commande servant à déterminer la vitesse d'ouverture de l'aiguille d'injecteur à partir de la variation dans le temps de la tension sur l'actionneur piézo- électrique et à adapter la mise en charge de l'actionneur piézo- électrique d'une manière correspondant à une vitesse voulue d'ouverture de l'aiguille d'injecteur, - l'obturateur de valve comporte une chambre de valve qui est disposée à l'opposé de la chambre de commande et en amont du siège de valve et est mise en communication avec la chambre de commande, l'obturateur de valve comportant avec la chambre de commande une première surface active et avec la chambre de valve une seconde surface active qui est disposée à l'opposé de la première surface active, la première surface active étant plus grande que la seconde surface active, - la seconde surface active de l'obturateur de valve est formée par une partie en retrait ménagée sur la face
supérieure de l'obturateur de valve.
Le procédé conforme à l'invention peut aussi présenter l'une ou l'autre des particularités suivantes:
- le dispositif de réglage est un actionneur piézo-
électrique qui est mis en charge d'une manière telle que
la dilatation longitudinale de l'actionneur piézo-
électrique qui est provoquée par la mise en charge est convertie, par l'intermédiaire de la liaison active, en une course correspondante de l'obturateur de valve, - la tension sur l'actionneur piézo-électrique est détectée pendant une opération d'injection de l'injecteur de carburant, la vitesse d'ouverture de l'aiguille d'injecteur dans l'injecteur de carburant est déterminée à partir de la variation dans le temps de la tension sur l'actionneur piézo-électrique, et la mise en charge de l'actionneur piézo-électrique est adaptée d'une manière correspondante à une vitesse voulue d'ouverture de
l'aiguille d'injecteur.
Ainsi, conformément à l'invention, un dispositif de réglage prévu dans un injecteur de carburant est agencé d'une manière telle que, par l'intermédiaire d'une liaison active, la course d'un obturateur de valve lors du soulèvement de sa surface d'étanchéité vis-à-vis d'un siège de valve ménagé dans une chambre de commande peut être réglée d'une manière variable, de sorte que le débit de carburant passant de la chambre de commande dans un retour ménagé dans l'injecteur de carburant est déterminé. La possibilité du réglage de course variable permet de déterminer d'une manière précise le débit de carburant sortant de la chambre de commande et donc la
diminution de pression dans cette chambre de commande.
Cela permet à son tour de régler d'une manière exacte la vitesse d'ouverture de l'aiguille d'injecteur déterminée par la diminution de pression dans la chambre de commande, et donc le déroulement d'injection de
l'aiguille d'injecteur.
Suivant une forme préférée de réalisation, on utilise, en tant que dispositif de réglage, un actionneur piézo-électrique qui est relié à une régulation de charge, afin de régler sa dilatation longitudinale d'une manière telle que, par l'intermédiaire de la liaison active prévue entre l'actionneur piézo-électrique et la valve de commande, on obtient une course voulue de l'obturateur de valve. Cette réalisation permet une régulation particulièrement précise de la course de valve
et donc du déroulement d'injection.
Suivant une autre forme préférée de réalisation, dans le cas d'un actionneur piézo-électrique servant de
dispositif de réglage, la tension sur l'actionneur piézo-
électrique est détectée d'une manière continue au moyen d'un circuit détecteur, le déroulement dans le temps de l'injection de carburant étant déterminé à partir de la variation dans le temps de la tension mesurée et la mise en charge de l'actionneur piézo-électrique étant adaptée, d'une manière correspondante, à un déroulement dans le temps voulu de cette injection. Cette réalisation permet une adaptation continue du déroulement d'injection dans l'injecteur de carburant, de sorte qu'il est possible
d'obtenir un déroulement optimal de la combustion.
L'invention est exposée ci-après en détail à titre d'exemple, en regard des dessins. On voit: à la figure 1, schématiquement, un injecteur de carburant comportant dispositif de commande servant à la régulation de l'injection de carburant, à la figure 2, une vue de détail du dispositif de commande conforme à l'invention comportant une première forme de réalisation de l'obturateur de valve, à la figure 3A une deuxième forme de réalisation de l'obturateur de valve pour la valve de commande de la figure 2, à la figure 3B, une troisième forme de réalisation de l'obturateur de valve pour la valve de commande de la figure 2, à la figure 4, la variation dans le temps de la tension sur un actionneur piézo-électrique et, faisant l'objet d'une corrélation avec celle-ci, la course de l'aiguille d'injecteur dans un injecteur de carburant conforme à la figure 1 et, à la figure 5, le schéma-bloc électrique d'un circuit de régulation pour un actionneur piézo-électrique faisant partie d'un injecteur de carburant conforme à la
figure 1.
La figure 1 représente schématiquement un injecteur de carburant tel qu'on en utilise dans un système à rampe commune. L'injecteur de carburant comporte une chambre de commande 4 qui est alimentée en carburant, se trouvant sous une pression de système, par un accumulateur à haute pression (non représenté), par l'intermédiaire d'un perçage à haute pression 1 et d'un perçage d'entrée 2 qui contient un étranglement d'entrée 3. Dans la chambre de commande 4, la pression de carburant exerce son action sur l'extrémité arrière d'une aiguille d'injecteur 6 mobile. En outre, l'aiguille d'injecteur 6 ouvre et obture, par son extrémité avant, des orifices d'injection 7 qui mènent à une chambre de combustion (non
représentée) d'un moteur à combustion interne.
Par ailleurs, le perçage à haute pression 1 ménagé dans l'injecteur de carburant fait communiquer l'accumulateur à haute pression avec une chambre d'injecteur 8 qui est ménagée à l'extrémité avant de l'aiguille d'injecteur 6. Lorsque la pression de système totale du carburant est appliquée à la fois dans la chambre de commande 4 et dans la chambre d'injecteur 8, l'aiguille d'injecteur 6 est repoussée vers le bas et obture les orifices d'injection 7, en raison de la surface active plus grande située dans la chambre de commande 4. Une valve de commande 10, qui se présente sous la forme d'une valve à 2 voies/2 positions et dans laquelle un étranglement d'évacuation 11 est intégré, est raccordée à la chambre de commande 4 de l'injecteur de carburant. En outre, un retour de carburant 14 sans pression part de la valve de commande 10 en direction d'un réservoir de carburant (non représenté). La valve de commandé 10 est commandée et actionnée, par l'intermédiaire d'un poinçon 16, par un dispositif de
réglage 18, de préférence un actionneur piézo-électrique.
La valve de commande 10 commande la pression qui est exercée dans la chambre de commande 4 sur l'aiguille
d'injecteur 6 mobile.
La figure 2 représente une vue de détail de l'injecteur de carburant comportant une forme possible de réalisation de la valve de commande 10. Cette valve de commande 10 est disposée en une position directement adjacente à la chambre de commande 4. A cet effet, il est prévu, ménagé à la suite de la chambre de commande 4, un évidement 41 qui fait face à une face arrière 61 de l'aiguille d'injecteur 6. Un obturateur 20 de la valve de commande 10 est placé dans l'évidement 41. Cet évidement 41 est ouvert en direction de la chambre de commande 4, de sorte que l'obturateur de valve 20 placé dans l'évidement fait saillie, par sa surface de fond 21, dans la chambre de commande 4. Du côté de l'évidement 41 situé à l'opposé de la chambre de commande 4, il est prévu un perçage 42 dans lequel passe le poinçon 16 qui produit la liaison active entre l'actionneur piézoélectrique 18 et l'obturateur 20 de la valve de commande 10. Le diamètre du poinçon 16 est plus petit que celui du perçage 42, ce perçage 42 constituant une partie du retour 14 sans pression par lequel le carburant retourne de la chambre de commande 4 jusque dans le réservoir de carburant
lorsque la valve de commande 10 est ouverte.
En outre, le perçage 42 a un diamètre plus petit que l'évidement 41. La transition du perçage 42 à l'évidement 41 est réalisé sous 4orme d'un siège de valve 43 conique sur lequel l'obturateur de valve 20 vient en appui d'une manière étanche, par une surface d'étanchéité 22 conique réalisée sur la face supérieure de l'obturateur 20. Cet obturateur 20 a par ailleurs un diamètre plus petit que l'évidement 41, de sorte qu'un conduit annulaire 44 subsiste entre la paroi extérieure de l'obturateur 20 et la paroi intérieure de l'évidement 41. Ce conduit annulaire 44 réalise une communication permanente entre la chambre de commande 4 et une chambre de valve 45 qui est constituée par une partie en retrait en forme d'épaulement ménagée sur la face supérieure de l'obturateur en un emplacement adjacent à la surface d'étanchéité 22. En ce qui concerne la pression de carburant qui règne dans la chambre de valve 45 et qui correspond à la pression dans la chambre de commande 4, la partie en retrait 25 de l'obturateur 20 présente une surface active annulaire. Cette surface active annulaire de la partie en retrait 25 est située à l'opposé de la surface de fond 21 sur laquelle est également appliquée la pression de carburant régnant dans la chambre de commande 4, la surface active de la partie en retrait 25 étant toutefois plus petite que celle de la surface de fond 21. En outre, un ressort 9, qui prend appui dans un évidement 62 ménagé dans la face arrière 61 de l'aiguille
d'injecteur, exerce son action sur la surface de fond 21.
L'injecteur de carburant représenté aux figures 1 et 2 fonctionne de la manière qui suit: A l'état initial, l'actionneur piézo-électrique 18 n'étant pas commandé, le poinçon 16 n'exerce aucune force sur la face supérieure de l'obturateur de valve 20. Cet obturateur 20 est alors repoussé en appui par sa surface d'étanchéité 22 sur le siège de valve 43 sous l'effet de la pression qui est exercée sur la surface de fond 21 par le carburant contenu dans la chambre de commande 4 et qui, du fait de la surface active plus grande, est beaucoup plus élevée que la contrepression s'exerçant sur la surface active de la partie en retrait 25 située sur la face supérieure de l'obturateur 20. Dans cette position, la communication entre la chambre de commande 4
et le retour 14 est interrompue.
A l'état initial, la valve de commande 10 étant fermée, la face arrière 61 de l'aiguille d'injecteur 6 est également soumise à la pression de système totale de la chambre de commande 4, de sorte que l'aiguille d'injecteur 6 est repoussée vers le bas du fait de la surface active de la face arrière 61 de l'aiguille qui est plus grande par comparaison avec la surface active prévue dans la chambre d'injecteur 8. Dans cette position de l'aiguille d'injecteur 6, la communication entre la chambre d'injecteur 8 et les orifices d'injection 7 est interrompue, de sorte qu'il n'est pas injecté de carburant dans la chambre de combustion du moteur. Le ressort 9 disposé entre la surface de fond 21 de l'obturateur 20 et la face arrière 61 de l'aiguille d'injecteur 6 sert, dans la phase de démarrage du moteur dans laquelle le carburant contenu dans la chambre de commande 4 ne se trouve que sous une faible pression de système, à faire en sorte que l'obturateur de valve 20 ou l'aiguille d'injecteur 6 soit repoussé respectivement sur son siège de valve associé avec une force suffisante pour l1 assurer une étanchéité fiable vis-à-vis de fuites de carburant. Dans le cas d'une commande électrique de l'actionneur piézo-électrique 18, une dilatation longitudinale est créée dans l'actionneur, cette
dilatation longitudinale étant transmise au poinçon 16.
Ce poinçon 16 exerce alors lui-même une force sur l'obturateur 20, de sorte que celui-ci se soulève, par sa surface d'étanchéité 22, du siège de valve 43 prévu dans l'injecteur de carburant. Etant donné que, sous l'effet de la pression de système du carburant contenu dans la chambre de valve 45, une force agissant dans le sens de l'ouverture s'exerce déjà sur la surface active de la partie en retrait 25, la force exercée par le poinçon 16 doit uniquement vaincre la différence existant par rapport à la force exercée sur la surface de fond 21 plus grande de l'obturateur 20. Cet agencement a l'avantage que seules de faibles forces de commande sont nécessaires
pour l'actionnement de la valve de commande 10.
Lorsque l'obturateur de valve 20 se soulève, par sa surface d'étanchéité 22, du siège de valve 43, une communication est réalisée entre la chambre de valve 45 et le perçage 42 qui fait partie du retour 14 sans pression menant au réservoir de carburant. Ainsi, à partir de la chambre de commande 4, le carburant peut passer dans le perçage 42 et donc dans le retour 14, par l'intermédiaire du conduit annulaire 44, situé entre l'obturateur 20 et l'évidement 41, et de la chambre de valve 45. Le débit du carburant passant de la chambre de commande 4 vers le retour 14 est déterminé par la course de l'obturateur 20, c'est-à-dire par l'intervalle qui se forme entre la surface d'étanchéité 22 de l'obturateur 20 et le siège de valve 43. L'intervalle qui se présente entre la surface d'étanchéité 22 de l'obturateur 20 et le siège de valve 43 et qui est dû à la course de l'obturateur 20 joue donc le rôle d'étranglement
d'évacuation 11 dans la valve de commande 10.
Le débit de carburant passant par l'étranglement d'entrée 3 dans la chambre de commande 4 est conçu de façon à être plus faible que le débit de carburant passant entre la surface d'étanchéité 22 de l'obturateur 20 et le siège de valve 43, de sorte que la pression de carburant dans la chambre de commande 4 diminue. Ainsi, la pression s'exerçant sur la face arrière 61 de l'aiguille d'injecteur 6 est en même temps relâchée et la pression de système qui se présente dans la chambre d'injecteur 8 située à l'extrémité avant de l'aiguille 6 soulève alors cette aiguille et libère la communication avec les orifices d'injection 7, de sorte que du carburant est injecté dans la chambre de combustion du moteur.
A la fin de la commande de l'actionneur piézo-
électrique 18, celui-ci se contracte de nouveau, de sorte que le poinçon 16 recule par rapport à l'obturateur 20 et que la pression de carburant qui règne dans la chambre de commande 4 s'exerce sur la surface de fond 21 de l'obturateur 20 applique de nouveau cet obturateur, par
sa surface d'étanchéité 22, sur le siège de valve 43.
Ainsi, la communication entre la chambre de commande 4 et le perçage 42, et donc le retour 14 sans pression, est interrompue, de sorte que la pression de système totale s'établit dans la chambre de commande 4. Cette pression de système, qui est présente sur la face arrière 61 de l'aiguille d'injecteur 6, dépasse alors de nouveau la contre-pression régnant dans la chambre d'injecteur 8, de sorte que l'aiguille d'injecteur 6 est appliquée sur son siège de valve et qu'il est mis fin à l'opération d'injection. Les figures 3A et 3B représentent d'autres formes possibles d'obturateurs pouvant être utilisés dans une valve de commande 10. Dans la forme de réalisation conforme à la figure 3A, la partie périphérique extérieure de l'obturateur de valve 20 est adaptée essentiellement au diamètre intérieur de l'évidement 41 et est guidée par cet évidement. La communication entre la chambre de valve 45 et la chambre de commande 4 est réalisée au moyen d'un perçage de passage 27 qui, à partir du centre de la surface de fond 21, s'étend d'une manière inclinée à travers l'obturateur 20 jusqu'à la
partie en retrait 25.
En variante à la forme de réalisation représentée à la figure 3A, dans la forme de réalisation conforme à la figure 3B, un perçage de passage 29 servant à faire communiquer la chambre de commande 4 avec la chambre de valve 45 est réalisé en forme de T, un premier tronçon longitudinal, qui s'étend en position centrale à travers l'obturateur 20 à partir de la surface de fond 21, débouchant dans une section transversale qui s'étend à travers l'obturateur perpendiculairement à l'axe
longitudinal et débouche dans la partie en retrait 25 au-
dessous de la surface d'étanchéité 22.
La figure 4 représente la variation dans le temps de la tension sur l'actionneur piézo-électrique 18, en corrélation avec la variation dans le temps de la course H(t) de l'aiguille d'injecteur 6 dans l'injecteur de carburant. La tension sur l'actionneur piézo-électrique reproduit la pression du carburant présent dans la chambre de commande 4 qui exerce son action sur l'actionneur 18 par l'intermédiaire de l'obturateur 20 et
du poinçon 16.
Pour la mise en charge, l'actionneur piézo-
électrique 18 est raccordé à une source externe de tension et est mis en charge au moyen d'un choc de tension défini en commençant à l'instant ti et en terminant à l'instant t2. La source externe de tension est alors de nouveau isolée de l'actionneur 18. La mise en charge provoque dans l'actionneur piézo-électrique 18 une dilatation longitudinale, ou allongement, qui est transmise par l'intermédiaire du poinçon 16 à l'obturateur 20 qui, ainsi que cela a été décrit, ouvre par la voie hydraulique l'aiguille d'injecteur 6. Le mouvement de l'aiguille d'injecteur 6 se déclenche à l'instant t3, avec un bref retard vis-à-vis de la mise en charge de l'actionneur 18. De l'instant t3 à l'instant t4, la course H de l'aiguille d'injecteur augmente d'une manière essentiellement continue, jusqu'à ce qu'à l'instant t4, elle ait atteint sa valeur maximale et que les orifices d'injection 7 soient totalement ouverts. En même temps, dans l'intervalle de temps de l'instant t3 à l'instant t4, la tension sur l'actionneur piézo-électrique 18 prend une valeur Ua qui est déterminée par la pression dans la chambre de commande 4. Lorsque la valeur maximale de la course d'aiguille H est atteinte à l'instant t4, la pression dans la chambre de commande 4 commence à diminuer, étant donné qu'une fois la course d'aiguille maximale atteinte, l'aiguille 6 ne se déplace plus dans cette chambre 4. En même temps que la diminution de la pression dans la chambre de commande 4, la tension sur
l'actionneur 18 diminue également, à une valeur Ub.
La fin de l'injection de carburant sur l'injecteur est déclenchée par le fait qu'à l'instant t5, l'actionneur piézo-électrique 18 est mis hors de charge d'une manière contrôlée. La tension U sur l'actionneur 18 diminue alors rapidement jusqu'à zéro et l'actionneur 18 se contracte de nouveau. En même temps, le poinçon 16 n'exerce plus de force sur l'obturateur de valve 20 et celui-ci se referme. Ensuite, avec un certain retard, l'aiguille d'injecteur 6 commence également de se refermer. A partir de l'instant t6, la course d'aiguille H diminue, jusqu'à ce que, à l'instant t-, l'aiguille 6 repose de nouveau sur son siège de valve et que l'opération d'injection soit terminée. Ainsi, l'intervalle de temps t, à t4 reproduit la durée de la commande de l'actionneur piézo-électrique 18 et donc de l'injecteur de carburant et l'intervalle de temps t3 à t7 reproduit la durée d'injection de l'injecteur de carburant. La quantité de carburant injectée pendant l'intervalle de temps t3 à t7 dépend essentiellement de la vitesse à laquelle l'aiguille d'injecteur 6 s'ouvre, donc de l'intervalle de temps t3 à t4. La vitesse d'ouverture de l'aiguille 6 est elle-même déterminée par le débit de carburant passant de la chambre de commande 4 jusque dans le retour 14, ce débit étant déterminé par la course, ayant la fonction d'étranglement d'évacuation 11, de l'obturateur 20. Par contre, la course de l'obturateur 20 estdéterminée et influencée par la dilatation longitudinale de l'actionneur 18 et donc par l'impulsion définie de tension prévue lors de la mise en charge. Une modification de l'impulsion de tension sur l'actionneur 18 permet par conséquent de régler d'une manière précise la course de l'obturateur 20 et donc la vitesse d'ouverture de l'aiguille 6. Il existe ainsi la possibilité d'une régulation variable de la vitesse d'ouverture de l'aiguille 6 dans l'injecteur de carburant. La figure 5 représente un schéma-bloc de principe d'un circuit servant à la régulation de la vitesse
d'ouverture de l'aiguille d'injecteur 6.
La valeur de consigne de régulation qui correspond théoriquement à une vitesse voulue d'ouverture est appliquée par un additionneur 30 à l'entrée d'un régulateur 32. Le signal de sortie du régulateur 32 est envoyé à un étage final 34 qui réalise une mise en charge correspondante de l'actionneur piézo-électrique 18 de l'injecteur de carburant. Après cette mise en charge, l'étage final 34 est de nouveau isolé. En même temps, la tension régnant sur l'actionneur 18 est détectée par un détecteur 38 et envoyée à un circuit de commande 39, se présentant sous forme d'un microprocesseur, sur lequel est également appliqué le signal de valeur de consigne
provenant de l'entrée du circuit de régulation.
A partir de la variation dans le temps de la tension, qui est relevée par le détecteur 38 sur l'actionneur 18 pendant l'opération d'injection et qui a essentiellement la forme représentée à la figure 4, le circuit de commande 39 détermine le début de l'injection et la durée d'ouverture de l'aiguille et influe alors, éventuellement moyennant une modification de la valeur préfixée fournie à l'additionneur 30, sur la mise en charge de l'actionneur piézo-électrique 18 et donc sur la course de l'obturateur de valve 20 qui adapte elle-même d'une manière correspondante la vitesse d'ouverture de
l'aiguille d'injecteur 6.
Ainsi, au moyen du circuit de régulation représenté, il existe la possibilité d'adapter d'une façon continue la vitesse d'ouverture de l'aiguille d'injecteur 6, pendant l'opération d'injection, d'une manière qui correspond à une variation voulue de la combustion dans
le temps.
Claims (8)
1. Dispositif de commande d'un injecteur de carburant, permettant la régulation de l'injection de carburant dans un moteur à combustion interne, comprenant une chambre de commande (4) qui communique avec un accumulateur à pression élevée, la pression qui règne dans la chambre de commande s'exerçant sur une aiguille d'injecteur (6), mobile, de l'injecteur de carburant, laquelle aiguille d'injecteur libère et obture des orifices d'injection (7) ménagés dans l'injecteur de carburant, un obturateur de valve (20) qui est disposé d'une manière mobile en une position adjacente à la chambre de commande (4) et qui comporte une surface d'étanchéité (22) coopérant avec un siège de valve (43), l'obturateur de valve mettant en communication la chambre de commande (4) avec un retour (14) en soulevant sa surface d'étanchéité du siège de valve, et un dispositif de réglage de position (18) qui comporte une liaison active (16) avec l'obturateur (20), le dispositif de réglage soulevant l'obturateur, par sa surface d'étanchéité (22), du siège de valve par l'intermédiaire de la liaison active, au moyen d'un actionnement du dispositif de réglage, caractérisé en ce que le dispositif de réglage (18) est agencé d'une manière telle que, par l'intermédiaire de la liaison active (16), la course de l'obturateur de valve (20) peut être réglée d'une manière variable lorsque sa surface d'étanchéité (22) se soulève du siège de valve, le débit de carburant passant de la chambre de commande (4) dans le retour (14) étant déterminé par la course de
l'obturateur de valve (20).
2. Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de réglage est un actionneur piézo-électrique (18) qui est relié à une régulation de charge (32, 34) qui, au moyen d'une mise en charge, règle une dilatation longitudinale de l'actionneur piézoélectrique d'une manière correspondant
à une course voulue de l'obturateur de valve (20).
3. Dispositif de commande suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur (38), servant à détecter la variation de tension sur l'actionneur piézo-électrique (18) pendant l'opération d'injection, et un circuit de commande (39) servant à déterminer la vitesse d'ouverture de l'aiguille d'injecteur (6) à partir de la variation dans le temps de la tension sur l'actionneur piézo-électrique et à adapter la mise en charge de l'actionneur piézo-électrique d'une manière correspondant à une vitesse voulue d'ouverture de
l'aiguille d'injecteur.
4. Dispositif de commande suivant l'une quelconque
des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que
l'obturateur de valve (20) comporte une chambre de valve (45) qui est disposée à l'opposé de la chambre de commande (4) et en amont du siège de valve (43) et est mise en communication (27, 29, 44) avec la chambre de commande (4), l'obturateur de valve comportant avec la chambre de commande une première surface active (21) et avec la chambre de valve une seconde surface active (25) qui est disposée à l'opposé de la première surface active, la première surface active étant plus grande que
la seconde surface active.
5. Dispositif de commande suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la seconde surface active (25) de l'obturateur de valve (20) est formée par une partie en retrait (25) ménagée sur la face supérieure de
l'obturateur de valve.
6. Procédé de régulation de l'injection de carburant dans un moteur à combustion interne au moyen d'un injecteur de carburant qui comprend une chambre de commande (4) qui communique avec un accumulateur à pression élevée, un obturateur de valve (20) qui est disposé d'une manière mobile en une position adjacente à la chambre de commande (4) et qui comporte une surface d'étanchéité (22) coopérant avec un siège de valve (43), et un dispositif de réglage (18) qui comporte une liaison active (16) avec l'obturateur de valve (20), caractérisé en ce que, par l'intermédiaire de la liaison active (16), la course de l'obturateur de valve (20) peut être réglée d'une manière variable lorsque sa surface d'étanchéité (22) se soulève du siège de valve, le débit de carburant passant de la chambre de commande (4) dans le retour (14) étant déterminé par la course de
l'obturateur de valve (20).
7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de réglage est un actionneur piézo-électrique (18) qui est mis en charge d'une manière telle que la dilatation longitudinale de l'actionneur piézo-électrique qui est provoquée par la mise en charge est convertie, par l'intermédiaire de la liaison active (16), en une course correspondante de l'obturateur de
valve (20).
8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la tension sur l'actionneur piézo-électrique (18) est détectée pendant une opération d'injection de l'injecteur de carburant, la vitesse d'ouverture de l'aiguille d'injecteurs (6) dans l'injecteur de carburant est déterminée à partir de la variation dans le temps de la tension sur l'actionneur piézo-électrique (18), et la mise en charge de l'actionneur piézoélectrique (18) est adaptée d'une manière correspondante à une vitesse voulue
d'ouverture de l'aiguille d'injecteur.
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