FR2797918A1 - Dispositif d'injection pour moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif comprend une pompe de mise en circulation initiale (1), servant à mettre le carburant en circulation à partir d'un réservoir de carburant (4), et une pompe à haute pression (7) qui est disposée en aval de la pompe de mise en circulation initiale (1) et y est reliée par l'intermédiaire d'une conduite d'acheminement (6. 1, 6. 2) et qui produit une pression d'injection nécessaire pour l'injection du carburant dans une chambre de combustion du moteur à combustion interne, la pompe à haute pression (7) comprenant un boîtier (13) dans lequel passe un trajet de balayage (16), afin de balayer de carburant la pompe à haute pression (7) pendant le fonctionnement.Le trajet de balayage (16) constitue une portion de la conduite d'acheminement (6. 1, 6. 2) menant de la pompe de mise en circulation initiale (1) à la pompe à haute pression (7).
Description
L'invention concerne un dispositif d'injection, pour moteur à combustion
interne, comprenant une pompe de mise en circulation initiale, servant à mettre le carburant en circulation à partir d'un réservoir de carburant, et une pompe à haute pression qui est disposée en aval de la pompe de mise en circulation initiale et y est reliée par l'intermédiaire d'une conduite d'acheminement et qui produit une pression d'injection nécessaire pour l'injection du carburant dans une chambre de combustion du moteur à combustion interne, la pompe à haute pression comprenant un boîtier dans lequel passe un trajet de balayage, afin de balayer de carburant la pompe à haute
pression pendant le fonctionnement.
Les dispositifs classiques d'injection pour moteur à combustion interne comprennent en général une pompe de mise en circulation initiale qui, à partir d'un réservoir de carburant, met en circulation le carburant à injecter en le faisant passer à travers un filtre à carburant et l'envoie à une pompe à haute pression et qui produit la pression d'injection nécessaire pour l'injection du carburant dans les chambres de combustion du moteur à combustion interne. Du côté sortie, la pompe à haute pression est reliée, dans le cas d'un dispositif d'injection à rampe commune, à un accumulateur de pression (en anglais: common rail) à partir duquel les injecteurs associés aux différentes chambres de combustion du moteur
reçoivent le carburant à injecter.
Par ailleurs, les dispositifs classiques d'injection permettent habituellement un balayage de la pompe à haute pression au moyen du carburant à injecter, ce qui assure
une lubrification et un refroidissement de cette pompe.
C'est pourquoi, habituellement, il est prévu, en dérivation entre la pompe de mise en circulation initiale et la pompe à haute pression, une conduite de balayage qui, du côté sortie, débouche dans le boîtier de la pompe à haute pression, de sorte qu'une partie du carburant refoulé par la pompe de mise en circulation initiale est
déviée et utilisée pour balayer la pompe à haute pression.
Ensuite, le carburant utilisé à des fins de balayage est alors envoyé dans le réservoir de carburant par une
conduite d'évacuation.
Il est connu qu'un inconvénient du balayage de la pompe à haute pression au moyen d'un flux auxiliaire de carburant dévié à partir du flux refoulé réside dans le fait que, lors du démarrage du moteur, l'établissement de la pression du côté aspiration de la pompe à haute pression est retardé ou même empêché, de sorte que le moteur ne démarre qu'avec retard ou ne démarre pas du tout. Pour résoudre ce problème, il est connu de disposer, dans la conduite de balayage placée en dérivation entre la pompe de mise en circulation initiale et la pompe à haute pression, une valve à action différentielle de pression qui ne laisse passer le flux de balayage que lorsque la pression de carburant nécessaire au fonctionnement de la pompe à haute pression est atteinte du côté aspiration de
cette pompe.
Toutefois, un inconvénient de cette solution du problème réside dans le fait que la différence de pression dans le trajet de balayage est augmentée du fait de la présence de la valve à action différentiel de pression disposée dans la conduite de balayage, ce qui, pour une pression initiale constante, entraîne une réduction du flux de balayage et donc rend plus mauvais la lubrification et le refroidissement de la pompe à haute pression. C'est pourquoi l'invention a pour but de fournir un dispositif d'injection, du type générique défini en introduction, qui comporte un balayage le plus efficace possible de la pompe à haute pression, tandis que ce balayage de la pompe à haute pression retarde le moins possible l'établissement de la pression du côté aspiration
de cette pompe pendant l'opération de démarrage du moteur.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'injection, du type générique défini en introduction, caractérisé en ce que le trajet de balayage constitue une portion de la conduite d'acheminement menant de la pompe de mise en circulation initiale à la pompe à haute pression. L'invention repose donc sur l'enseignement technique général consistant à envoyer le flux de carburant utilisé pour le balayage de la pompe à haute pression, après le balayage de cette pompe, à l'orifice d'entrée de celleci, de sorte que le flux de balayage contribue également à l'établissement de pression du côté aspiration de la pompe à haute pression, ce qui entraîne un établissement rapide
de pression lors du démarrage du moteur.
Ainsi, conformément à l'invention, le trajet de balayage constitue une portion de la conduite d'acheminement menant de la pompe de mise en circulation initiale à la pompe à haute pression, de sorte qu'une fois qu'il est passé par le trajet de balayage, le carburant utilisé pour le balayage est refoulé par la pompe à haute pression. De préférence, le boîtier de la pompe à haute pression comporte un conduit d'entrée de balayage et un conduit de sortie de balayage, tandis que le trajet de balayage s'étend entre ce conduit d'entrée de balayage et ce conduit de sortie de balayage. Dans ce cas, le conduit d'entrée de balayage est de préférence relié directement à la sortie de la pompe de mise en circulation initiale, tandis que le conduit de sortie de balayage est relié à l'orifice d'entrée de la pompe à haute pression, de
préférence par l'intermédiaire d'une conduite séparée.
Cela offre avantageusement la possibilité de disposer une valve, pouvant être commandée, dans la conduite placée entre le conduit de sortie de balayage et l'orifice d'entrée de la pompe à haute pression, en vue de commander
le débit de refoulement de la pompe à haute pression.
Toutefois, à la place d'une conduite séparée disposée entre le conduit de sortie de balayage et l'orifice d'entrée de la pompe à haute pression, il est également possible que, du côté sortie, le trajet de balayage soit relié, à l'intérieur de la pompe à haute pression, à l'orifice d'entrée de cette pompe, de sorte qu'il est avantageusement possible de ne plus faire appel à une conduite séparée pour relier le conduit de sortie de balayage à l'orifice d'entrée de la pompe à haute pression, tandis que, dans ce cas également, la valve de régulation de débit volumique peut être intégrée dans la
pompe à haute pression.
Suivant une variante de développement de l'invention, il est prévu, disposée du côté sortie de la pompe à haute pression, une valve de régulation de haute pression qui, lors d'un franchissement vers le haut d'une pression de carburant préfixée, dévie une partie du flux de carburant refoulé par la pompe à haute pression et l'envoie au trajet de balayage, de sorte que la lubrification de la de
cette pompe est encore améliorée.
Dans une autre variante de l'invention, la pompe à haute pression comporte en outre une conduite de fuite qui est reliée au trajet de balayage et qui, du côté sortie, débouche dans le réservoir de carburant, en vue de renvoyer le carburant en excès. Dans ce cas, une valve pouvant être commandée est de préférence disposée dans la conduite de fuite, en vue de commander le flux de carburant renvoyé par la conduite de fuite. Cela offre la possibilité d'assurer une régulation ou une commande du débit de refoulement de la pompe à haute pression, indépendamment du flux de balayage de la pompe à haute pression. Plus précisément, le dispositif d'injection conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - un conduit d'entrée de balayage et un conduit de sortie de balayage sont disposés dans le boîtier de la pompe à haute pression, tandis que le trajet de balayage s'étend, dans le boîtier de la pompe à haute pression, entre le conduit d'entrée de balayage et le conduit de sortie de balayage, - la pompe à haute pression comporte un orifice d'entrée, servant à recevoir le carburant à pomper, et un orifice de sortie servant à délivrer le carburant à pomper, le conduit d'entrée de balayage qui sert à recevoir le carburant étant relié à la pompe de mise en circulation initiale, tandis que l'orifice d'entrée qui sert à recevoir le carburant utilisé pour le balayage est relié au conduit de sortie de balayage, - une valve pouvant être commandée est disposée entre le conduit de sortie de balayage et l'orifice d'entrée de la pompe à haute pression, - du côté sortie, le trajet de balayage est relié, à l'intérieur de la pompe à haute pression, à l'orifice d'entrée de cette pompe, - dans le boîtier de la pompe à haute pression, une valve de régulation de débit volumique est disposée en amont de l'orifice d'entrée de cette pompe, - il est prévu, disposée en aval de la pompe à haute pression, une valve de régulation de haute pression qui, du côté sortie, est reliée au conduit d'entrée de balayage et qui, lors du franchissement vers le haut d'une pression de carburant préfixée à la sortie de la pompe à haute pression, dévie une partie du carburant refoulée par cette pompe et la renvoie au trajet de balayage, - le boîtier de la pompe à haute pression comporte une conduite de fuite qui est reliés au trajet de balayage et qui, du côté sortie, débouche dans le réservoir de carburant, en vue de renvoyer le carburant en excès, - la résistance à l'écoulement de la conduite de fuite est supérieure à la résistance à l'écoulement de la portion, disposée en aval, de la conduite d'acheminement située entre la pompe de mise en circulation initiale et la pompe à haute pression, - une valve pouvant être commandée est disposée dans la conduite de fuite, en vue de pouvoir commander, indépendamment du débit de refoulement de la pompe à haute pression, le carburant qui passe par le trajet de balayage, - la pompe de mise en circulation initiale est à
entraînement électrique.
D'autres particularités et avantages de l'invention
ressortiront de la description des exemples préférés de
mise en oeuvre de l'invention qui suit en regard des dessins annexés. On voit: à la figure 1, en tant qu'exemple préféré de mise en oeuvre, un dispositif d'injection à rampe commune pour moteur à combustion interne, à la figure 2, une variante d'exemple de mise en oeuvre du dispositif d'injection de la figure 1 qui comporte une valve supplémentaire de régulation de débit volumique, à la figure 3, un développement du dispositif d'injection de la figure 2 qui comporte un renvoi de carburant du côté de sortie de la pompe à haute pression jusque dans le trajet de balayage et, à la figure 4, une variante d'exemple de réalisation d'un dispositif d'injection conforme à l'invention qui comporte une conduite de fuite servant à renvoyer le
volume de carburant en excès.
Le dispositif d'injection représentée à la figure 1 comprend une pompe de mise en circulation initiale 1 qui est entraînée mécaniquement par un arbre d'entraînement 2 et qui, à partir d'un réservoir de carburant 4, met en circulation du carburant en le faisant passer à travers un filtre de carburant 3. Il est prévu, disposée du côté de sortie de la pompe de mise en circulation initiale 1, une valve de régulation de pression initiale 5 qui, lors du franchissement vers le haut d'une pression initiale préfixée, dévie une partie du flux de carburant refoulé par cette pompe 1 et la renvoie au côté d'aspiration de celle-ci, afin d'empêcher un dépassement de la pression initiale préfixée. Du côté sortie, la pompe de mise en circulation initiale 1 est reliée, par une conduite d'acheminement 6.1, 6.2, à une pompe à haute pression 7 qui est également entraînée mécaniquement par l'arbre d'entraînement 2 et qui produit la pression d'injection nécessaire pour l'injection du carburant dans les chambres
de combustion du moteur.
Du côté sortie, la pompe à haute pression 7 est reliée à un accumulateur de pression 8 (en anglais: common rail) à partir duquel plusieurs injecteurs 9.1 à 9.4 reçoivent le carburant destiné à l'injection dans
chaque chambre de combustion respective du moteur.
Pour commander la pression d'injection, il est en outre prévu, disposée du côté de sortie de la pompe à haute pression 7, une valve de régulation de haute pression 10 qui est commandée par une unité de commande électronique 11 (en anglais: ECU = Electronic Control Unit) et qui, lors du franchissement vers le haut d'une pression d'injection préfixée, renvoie dans le réservoir de carburant 4 une partie du flux de carburant refoulé par cette pompe 7. A cet effet, du côté entrée, l'unité de commande 11 est reliée à un capteur de pression 12 qui mesure la pression à l'intérieur de l'accumulateur de
pression 8.
Les particularités conformes à l'invention du
dispositif d'injection représenté sont décrites ci-après.
La pompe à haute pression 7 comprend un boîtier 13 dans lequel un conduit d'entrée de balayage 14 et un conduit de sortie de balayage 15 sont disposés, tandis qu'il est prévu, s'étendant entre ce conduit d'entrée de balayage 14 et ce conduit de sortie de balayage 15, un trajet de balayage 16 dans lequel, en fonctionnement, le carburant passe et refroidit et lubrifie de ce fait la pompe 7. Le conduit d'entrée de balayage 14 est relié directement à la pompe de mise en circulation initiale 1 par la portion 6.2 de la conduite d'acheminement, de sorte que tout le flux de carburant refoulé par cette pompe 1 assure un balayage de la pompe à haute pression 7. Par contre, le conduit de sortie de balayage 15 est relié, par la portion 6.1 de la conduite d'acheminement, à un orifice d'entrée 17 de la pompe à haute pression 7. Le type conforme à l'invention de balayage de la pompe à haute pression 7 est en premier lieu avantageux en raison du fait qu'il est fait appel à tout le flux de carburant refoulé par la pompe de mise en circulation initiale 1 à des fins de balayage, ce qui assure un refroidissement et une lubrification très efficaces de la pompe à haute pression 7. En second lieu, contrairement au dispositif d'injection connu décrit en introduction, le balayage de la pompe à haute pression 7 n'entraîne pas un établissement retardé de la pression pendant l'opération
de démarrage du moteur.
Le dispositif d'injection représenté à la figure 2 est dans une large mesure concordant avec le dispositif d'injection précédemment décrit et représenté à la figure 1, de sorte que les mêmes repères sont utilisés ciaprès et que, pour éviter des répétitions, on fait référence à
la description qui précède.
La différence de l'exemple de mise en oeuvre représenté à la figure 2 par rapport à l'exemple de mise en oeuvre représenté à la figure 1 réside dans le fait qu'il est prévu, disposée dans la portion 6.1 de la conduite d'acheminement qui est située entre le conduit de sortie de balayage 15 et l'orifice d'entrée 17 de la pompe à haute pression 7, une valve de régulation de débit volumique 18 qui est commandée par l'unité de commande électronique 11 et qui commande, du côté basse pression,
le flux de carburant envoyé à la pompe à haute pression 7.
L'exemple de mise en oeuvre représenté à la figure 3 est à son tour concordant dans une large mesure avec l'exemple de mise en oeuvre précédemment décrit et représenté à la figure 2, de sorte que les mêmes repères sont utilisés ci-après et qu'on fait référence à la
description qui précède.
La différence de l'exemple de mise en oeuvre représenté à la figure 3 par rapport à l'exemple de mise en oeuvre représenté à la figure 2 réside dans le fait qu'un étranglement 19 est disposé entre la valve de régulation à haute pression 10 et le réservoir de carburant 4, tandis qu'il est prévu, en dérivation entre cette valve 10 et l'étranglement 19, une conduite 20 qui, du côté sortie, débouche dans la portion 6.2 de la conduite d'acheminement qui est située entre la pompe de mise en circulation initiale 1 et la pompe à haute pression 7, de sorte qu'une partie du carburant renvoyée par la valve de régulation de haute pression 10 aboutit dans le trajet de balayage et contribue ainsi également au
balayage de la pompe à haute pression 7.
La figure 4 représente enfin un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention qui est également concordant dans une large mesure avec l'exemple de mise en oeuvre représenté à la figure 2, de sorte qu'en ce qui le concerne, les mêmes repères sont utilisés et on fait
référence à la description qui précède.
La différence de l'exemple de mise en oeuvre représenté à la figure 4 par rapport à l'exemple de mise en oeuvre représenté à la figure 2 réside essentiellement dans le fait qu'une conduite de fuite 21 part de la pompe à haute pression 7dans laquelle elle est connectée au trajet de balayage et renvoie une partie du flux de
balayage dans le réservoir de carburant 4.
En ce qui concerne sa mise en oeuvre, l'invention n'est pas limitée aux exemples préférés exposes précédemment. Il est au contraire possible d'imaginer un certain nombre de variantes qui, même dans le cas d'une mise en oeuvre qui est d'une nature différente dans le
principe, utilise la solution représentée.
Claims (11)
1. Dispositif d'injection, pour moteur à combustion interne, comprenant une pompe de mise en circulation initiale (1), servant à mettre le carburant en circulation à partir d'un réservoir de carburant (4), et une pompe à haute pression (7) qui est disposée en aval de la pompe de mise en circulation initiale (1) et y est reliée par l'intermédiaire d'une conduite d'acheminement et qui produit une pression d'injection nécessaire pour l'injection du carburant dans une chambre de combustion du moteur à combustion interne, la pompe à haute pression (7) comprenant un boîtier (13) dans lequel passe un trajet de balayage (16), afin de balayer de carburant la pompe à haute pression (7) pendant le fonctionnement, caractérisé en ce que le trajet de balayage (16) constitue une portion de la conduite d'acheminement (6.1, 6.2) menant de la pompe de mise en circulation initiale
(1) à la pompe à haute pression (7).
2. Dispositif d'injection suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un conduit d'entrée de balayage (14) et un conduit de sortie de balayage (15) sont disposés dans le boîtier (13) de la pompe à haute pression (7), tandis que le trajet de balayage (16) s'étend, dans le boîtier (13) de la pompe à haute pression (7), entre le conduit d'entrée de balayage (14) et le conduit de sortie
de balayage (15).
3. Dispositif d'injection suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la pompe à haute pression (7) comporte un orifice d'entrée (17), servant à recevoir le carburant à pomper, et un orifice de sortie servant à délivrer le carburant à pomper, le conduit d'entrée de balayage (14) qui sert à recevoir le carburant étant relié à la pompe de mise en circulation initiale (1), tandis que l'orifice d'entrée (17) qui sert à recevoir le carburant utilisé pour le balayage est relié au conduit de sortie de
balayage (15).
4. Dispositif d'injection suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'une valve (18) pouvant être commandée est disposée entre le conduit de sortie de balayage (15) et l'orifice d'entrée (17) de la pompe à haute pression (7).
5. Dispositif d'injection suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, du côté sortie, le trajet de balayage (16) est relié, à l'intérieur de la pompe à haute pression (7), à l'orifice d'entrée (17) de la pompe à
haute pression (7).
6. Dispositif d'injection suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, dans le boîtier (13) de la pompe à haute pression (7), une valve de régulation de débit volumique est disposée en amont de l'orifice d'entrée (17)
de la pompe à haute pression (7).
7. Dispositif d'injection suivant l'une quelconque
des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il est
prévu, disposée en aval de la pompe à haute pression (7), une valve de régulation de haute pression (10) qui, du côté sortie, est reliée au conduit d'entrée de balayage (14) et qui, lors du franchissement vers le haut d'une pression de carburant préfixée à la sortie de la pompe à haute pression (7), dévie une partie du carburant refoulée par la pompe à haute pression (7) et la renvoie au trajet
de balayage (16).
8. Dispositif d'injection suivant l'une quelconque
des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le boîtier
(13) de la pompe à haute pression (7) comporte une conduite de fuite (21) qui est reliés au trajet de balayage (16) et qui, du côté sortie, débouche dans le réservoir de carburant (4), en vue de renvoyer le
carburant en excès.
9. Dispositif d'injection suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la résistance à l'écoulement de la conduite de fuite (21) est supérieure à la résistance à l'écoulement de la portion (6.2), disposée en aval, de la conduite d'acheminement située entre la pompe de mise en
circulation initiale (1) et la pompe à haute pression (7).
10. Dispositif d'injection suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'une valve pouvant être commandée est disposée dans la conduite de fuite (21), en vue de pouvoir commander, indépendamment du débit de refoulement de la pompe à haute pression (7), le carburant qui passe
par le trajet de balayage (16).
11. Dispositif d'injection suivant l'une quelconque
des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la pompe
de mise en circulation initiale (1) est à entraînement électrique.
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