FR2878580A1 - COMMON FUEL SUPPLY RAIL WITH VARIABLE VOLUME - Google Patents
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Abstract
L'invention propose une rampe (10) commune d'alimentation en carburant sous pression d'au moins deux injecteurs (12) dont le volume intérieur est divisé en une première chambre (14) et une deuxième chambre (16) qui sont susceptibles d'être raccordées l'une à l'autre par des moyens commutés d'obturation (18), dans laquelle :- la première chambre (14) est raccordée directement à une pompe (20) d'alimentation en carburant sous pression ; et- les moyens d'obturation (18) sont aptes à isoler la deuxième chambre (16) d'avec la première chambre (14) et des injecteurs (12) lors du démarrage du moteur, ou à permettre le raccordement de la deuxième chambre (16) à la première chambre (14) et aux injecteurs (12) lors du fonctionnement du moteur, caractérisé en ce que la deuxième chambre (16) est raccordée à la pompe (20) uniquement par l'intermédiaire de la première chambre (14) lorsque les moyens d'obturation (18) permettent le raccordement de la deuxième chambre (16) à la première chambre (14).The invention provides a common rail (10) for supplying pressurized fuel to at least two injectors (12), the interior volume of which is divided into a first chamber (14) and a second chamber (16) which are capable of 'be connected to each other by switched closure means (18), in which: - the first chamber (14) is connected directly to a pump (20) for supplying pressurized fuel; and- the closure means (18) are able to isolate the second chamber (16) from the first chamber (14) and from the injectors (12) when the engine is started, or to allow the connection of the second chamber (16) to the first chamber (14) and to the injectors (12) during engine operation, characterized in that the second chamber (16) is connected to the pump (20) only through the first chamber ( 14) when the closure means (18) allow connection of the second chamber (16) to the first chamber (14).
Description
"Rampe commune d'alimentation en carburant sous pression"Common rail for supplying fuel under pressure
à volume variable." L'invention propose une rampe commune d'alimentation en carburant sous pression, dont le volume intérieur est divisé en 5 deux chambres. The invention proposes a common pressurized fuel supply rail, the interior volume of which is divided into two chambers.
L'invention propose plus particulièrement une rampe commune d'alimentation en carburant sous pression d'au moins deux injecteurs d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, qui est en forme d'un réservoir dont le volume lo intérieur est divisé en une première chambre et une deuxième chambre qui sont susceptibles d'être raccordées l'une à l'autre par des moyens commutés d'obturation, du type dans laquelle: - la première chambre est raccordée directement à une pompe d'alimentation de la rampe en carburant sous pression; - les injecteurs sont raccordés directement à la première chambre et sont raccordés à la deuxième chambre par l'intermédiaire de la première chambre; et - les moyens d'obturation sont aptes à isoler la deuxième chambre d'avec la première chambre et des injecteurs lors d'une phase de démarrage du moteur, ou à permettre le raccordement de la deuxième chambre à la première chambre et aux injecteurs lors du fonctionnement du moteur en régime établi. The invention more particularly proposes a common rail for supplying pressurized fuel with at least two injectors of a motor vehicle internal combustion engine, which is in the form of a reservoir whose interior volume is divided into a first chamber and a second chamber which can be connected to one another by means of switched closure means, of the type in which: the first chamber is connected directly to a feed pump of the ramp; pressurized fuel; the injectors are connected directly to the first chamber and are connected to the second chamber via the first chamber; and the closing means are able to isolate the second chamber from the first chamber and the injectors during a starting phase of the engine, or to allow the connection of the second chamber to the first chamber and the injectors during engine running in steady state.
La rampe d'alimentation commune forme un réservoir de carburant sous pression qui permet d'atténuer les variations de la pression de carburant qui proviennent de la pompe d'alimentation. The common feed ramp forms a pressurized fuel tank that alleviates the fuel pressure changes that come from the feed pump.
Ainsi, plus le volume intérieur de la rampe d'alimentation est élevé, meilleure est l'atténuation des variations de pression. Thus, the higher the internal volume of the feed ramp, the better the attenuation of the pressure variations.
Lors du démarrage du véhicule, la pression du carburant à l'intérieur de la rampe augmente de manière progressive. When starting the vehicle, the fuel pressure inside the ramp increases gradually.
Ainsi, plus le volume de la rampe est important, plus le temps de montée en pression de la rampe, pendant lequel la pression du carburant à l'intérieur de la rampe augmente pour atteindre une valeur de pression de carburant prédéfinie, sera important lui aussi. Thus, the greater the volume of the ramp, the greater the pressure rise time of the ramp, during which the fuel pressure inside the ramp increases to reach a predefined fuel pressure value, will be important too. .
Afin de réduire ce temps de montée en pression, il a été proposé de diviser le volume intérieur de la rampe d'alimentation en deux chambres, dont une première chambre est directement raccordée aux injecteurs et à la pompe, et la deuxième chambre est raccordée aux injecteurs lorsque la pression de carburant a atteint la valeur de pression prédéfinie. In order to reduce this pressure rise time, it has been proposed to divide the internal volume of the feed ramp into two chambers, a first chamber of which is directly connected to the injectors and to the pump, and the second chamber is connected to the injectors when the fuel pressure has reached the preset pressure value.
Le document US-A-6.405.710 décrit une telle rampe commune dont le volume intérieur est divisé en deux chambres. US-A-6.405.710 discloses such a common rail whose interior volume is divided into two chambers.
Le volume de la première chambre est relativement faible, o ce qui permet d'avoir un temps de montée en pression dans cette première chambre particulièrement court, ce qui est avantageux lors du démarrage du véhicule. The volume of the first chamber is relatively small, which allows a pressure rise time in this first particularly short chamber, which is advantageous when starting the vehicle.
Chaque chambre est raccordée à la pompe d'alimentation en carburant sous pression et est raccordée à l'autre chambre par l'intermédiaire d'électrovannes commandées électroniquement. Each chamber is connected to the pressurized fuel supply pump and is connected to the other chamber via electronically controlled solenoid valves.
Selon ce document, lorsque la valeur de la pression de carburant à l'intérieur de chacune des deux chambres a atteint la valeur de pression prédéfinie, la deuxième chambre est raccordée à la première chambre, de manière que la totalité du volume intérieur de la rampe commune est raccordé aux injecteurs lorsque le moteur fonctionne en régime établi. According to this document, when the value of the fuel pressure inside each of the two chambers has reached the preset pressure value, the second chamber is connected to the first chamber, so that the entire interior volume of the ramp common is connected to the injectors when the engine is operating in steady state.
Cependant, un tel système comporte de nombreuses conduites de raccordement des chambres entre elles et à la pompe d'alimentation, des électrovannes et un dispositif électronique de commande des électrovannes, ce qui rend le système d'alimentation en carburant particulièrement complexe et accroît le coût total du véhicule. However, such a system comprises numerous connecting lines of the chambers to each other and to the feed pump, solenoid valves and an electronic solenoid valve control device, which makes the fuel supply system particularly complex and increases the cost total of the vehicle.
L'invention a pour but de proposer une rampe commune d'alimentation en carburant qui comporte un nombre réduit de 30 moyens de raccordement des chambres entre elles et à la pompe d'alimentation. The object of the invention is to propose a common fuel supply rail which comprises a reduced number of means for connecting the chambers to each other and to the feed pump.
Dans ce but, l'invention propose une rampe commune du type décrit précédemment, caractérisé en ce que la deuxième chambre est raccordée à la pompe uniquement par l'intermédiaire de la première chambre lorsque les moyens d'obturation permettent le raccordement de la deuxième chambre à la première chambre. For this purpose, the invention proposes a common ramp of the type described above, characterized in that the second chamber is connected to the pump only via the first chamber when the closure means allow the connection of the second chamber in the first room.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - les moyens d'obturation sont commutés pour isoler la deuxième chambre d'avec la première chambre lorsque la pression du carburant à l'intérieur de la première chambre est inférieure à une valeur seuil de la pression du carburant; - les moyens d'obturation comportent un clapet qui est monté mobile à l'intérieur d'un conduit reliant la deuxième chambre à la première chambre, entre une position d'ouverture du conduit et une position d'obturation du conduit vers laquelle le clapet est rappelé élastiquement; - les moyens d'obturation comportent des moyens pour empêcher une éventuelle chute de la pression à l'intérieur de la première chambre lors du déplacement du clapet de sa position d'obturation du conduit vers la position d'ouverture du conduit; - le volume de la deuxième chambre est supérieur ou égal au volume de la première chambre. According to other characteristics of the invention: the shut-off means are switched to isolate the second chamber from the first chamber when the fuel pressure inside the first chamber is below a threshold value of fuel pressure; the closure means comprise a valve which is mounted to move inside a duct connecting the second chamber to the first chamber, between an open position of the duct and a closed position of the duct towards which the flap is recalled elastically; - The closure means comprise means for preventing a possible drop in pressure inside the first chamber during movement of the valve from its closed position of the conduit to the open position of the conduit; the volume of the second chamber is greater than or equal to the volume of the first chamber.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera à la figure unique qui est une représentation schématique d'un système d'alimentation en carburant qui comporte une rampe commune 10 d'alimentation en carburant sous pression de plusieurs injecteurs 12 d'un moteur (non représenté) à combustion interne. Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the single figure which is a schematic representation of a fuel supply system which includes a ramp common 10 of fuel supply under pressure of several injectors 12 of a motor (not shown) with internal combustion.
La rampe 10 est alimentée en carburant sous pression par une pompe d'alimentation 20 dont le conduit d'aspiration 22 est raccordé à un réservoir 24 de carburant du véhicule, et dont le conduit de refoulement 26 est raccordé à la rampe 10. The ramp 10 is supplied with pressurized fuel by a feed pump 20 whose suction duct 22 is connected to a fuel tank 24 of the vehicle, and whose discharge duct 26 is connected to the ramp 10.
La rampe 10 délimite un volume intérieur qui est relativement important, ce qui permet d'atténuer les variations de pression de carburant dans la rampe 10, qui consistent en des augmentations de pression provenant de la pompe 20, ou en des chutes de pression générées lors de l'ouverture des injecteurs 12. The ramp 10 delimits a relatively large internal volume, which makes it possible to attenuate the variations of fuel pressure in the ramp 10, which consist of increases in pressure coming from the pump 20, or of pressure drops generated during the opening of the injectors 12.
Lors du démarrage du moteur, une augmentation rapide de la pression du carburant à l'intérieur de la rampe 10 permet aux injecteurs 12 et au moteur d'atteindre rapidement leurs conditions optimales de fonctionnement. When starting the engine, a rapid increase in the fuel pressure inside the ramp 10 allows the injectors 12 and the engine to quickly reach their optimum operating conditions.
Cependant, la pompe 20 n'est pas apte à alimenter la rampe 10 pour que la pression de carburant soit immédiatement à la pression minimale prédéfinie. However, the pump 20 is not capable of supplying the ramp 10 so that the fuel pressure is immediately at the predetermined minimum pressure.
o Ainsi, lors d'une phase de démarrage du moteur, la montée en pression du carburant dans le volume intérieur de la rampe 10 se déroule pendant une certaine période de temps, qui dépend du volume total de la rampe 10 et du débit de la pompe 20. o Thus, during a start-up phase of the engine, the increase in pressure of the fuel in the interior volume of the ramp 10 takes place for a certain period of time, which depends on the total volume of the ramp 10 and the flow rate of the pump 20.
Pour réduire de cette période de temps, le volume intérieur de la rampe 10 est divisé en une première chambre 14 et une deuxième chambre 16 par des moyens d'obturation 18 commutés. To reduce this period of time, the interior volume of the ramp 10 is divided into a first chamber 14 and a second chamber 16 by switching means 18 switched.
La première chambre 14 est raccordée directement aux injecteurs 12 et à la pompe 20, et la deuxième chambre 16 est raccordée aux injecteurs 12 par l'intermédiaire de la première chambre 14 et par l'intermédiaire des moyens d'obturation 18, lorsque ceux-ci n'isolent pas les deux chambres 14, 16. The first chamber 14 is connected directly to the injectors 12 and to the pump 20, and the second chamber 16 is connected to the injectors 12 via the first chamber 14 and through the closure means 18, when these These do not isolate the two chambers 14, 16.
Ainsi, lors de la phase de démarrage du moteur, les moyens d'obturation 18 isolent la deuxième chambre 16 de la première chambre 14 et des injecteurs 12, et la pompe n'est raccordée qu'à la première chambre 14. Thus, during the engine start-up phase, the shut-off means 18 isolate the second chamber 16 from the first chamber 14 and the injectors 12, and the pump is connected only to the first chamber 14.
Le volume V1 de la première chambre 14 est relativement réduit, ce qui implique que la période de temps pendant laquelle la pression de carburant dans la première chambre 14 augmente jusqu'à atteindre la pression minimale prédéfinie est relativement faible elle aussi. The volume V1 of the first chamber 14 is relatively small, which implies that the period of time during which the fuel pressure in the first chamber 14 increases until reaching the predefined minimum pressure is also relatively low.
Ensuite, lorsque la pression dans la première chambre 14 a atteint la pression minimale prédéfinie, les moyens d'obturation 18 commutent pour raccorder la deuxième chambre 16 à la première chambre 14. Then, when the pressure in the first chamber 14 has reached the predefined minimum pressure, the sealing means 18 switch to connect the second chamber 16 to the first chamber 14.
La pression de carburant à l'intérieur de la deuxième chambre 16 augmente alors jusqu'à devenir égale à la pression de carburant dans la première chambre 14. The fuel pressure inside the second chamber 16 then increases until it becomes equal to the fuel pressure in the first chamber 14.
La rampe 10 fonctionne alors en régime établi. The ramp 10 then operates in steady state.
Le volume V2 de la deuxième chambre 16 est supérieur ou égal au volume V1 de la première chambre 14, et il est déterminé en fonction du volume total de la rampe 10, lorsque les deux chambres 14, 16 sont raccordées l'une à l'autre, pour amortir de manière efficace les variations de la pression de carburant. The volume V2 of the second chamber 16 is greater than or equal to the volume V1 of the first chamber 14, and it is determined as a function of the total volume of the ramp 10, when the two chambers 14, 16 are connected to each other. other, to effectively dampen fuel pressure variations.
o Conformément à l'invention, la deuxième chambre 16 est raccordée à la pompe 20 uniquement par l'intermédiaire de la première chambre 14 lorsque les moyens d'obturation 18 ont commuté pour raccorder la deuxième chambre 16 à la première chambre 14. According to the invention, the second chamber 16 is connected to the pump 20 only via the first chamber 14 when the closure means 18 have switched to connect the second chamber 16 to the first chamber 14.
Ainsi, la pompe 20 est raccordée uniquement à la première chambre 14, ce qui permet de réduire le nombre de canalisations utilisées pour raccorder les différentes parties 14, 16 de la rampe 10 à la pompe 20 et aux injecteurs 12. Thus, the pump 20 is connected only to the first chamber 14, which reduces the number of pipes used to connect the different parts 14, 16 of the ramp 10 to the pump 20 and the injectors 12.
De plus, la deuxième chambre 16 comporte un seul orifice 20 28, par lequel la deuxième chambre 16 est reliée à la première chambre 14. In addition, the second chamber 16 has a single orifice 28, through which the second chamber 16 is connected to the first chamber 14.
Les moyens d'obturation 18 sont conformés pour que la deuxième chambre 16 soit isolée d'avec la première chambre 14 lorsque la pression dans la première chambre 14 est inférieure à la valeur de pression minimale. The sealing means 18 are shaped so that the second chamber 16 is isolated from the first chamber 14 when the pressure in the first chamber 14 is less than the minimum pressure value.
C'est notamment le cas lorsque le moteur est coupé, de sorte que la pompe 20 n'alimente plus la rampe 10. This is particularly the case when the engine is shut down, so that the pump 20 no longer supplies the ramp 10.
Pour cela, et conformément à un autre aspect de l'invention, les moyens d'obturation 18 sont aptes à commuter 30 lorsque la pression à l'intérieur de la première chambre 14 diminue, et devient inférieure à la valeur de seuil. For this, and in accordance with another aspect of the invention, the closure means 18 are able to switch 30 when the pressure inside the first chamber 14 decreases, and becomes less than the threshold value.
Cela permet d'une part d'isoler entièrement le volume intérieur V2 de la deuxième chambre 16 pour que la pression de carburant à l'intérieur de la deuxième chambre 16 ne varie que faiblement, et cela permet d'autre part d'accélérer l'augmentation de la pression lorsque la pompe 20 alimente de nouveau la rampe 10. This allows on the one hand to fully isolate the internal volume V2 of the second chamber 16 so that the fuel pressure inside the second chamber 16 varies only slightly, and this allows on the other hand to accelerate the increase of the pressure when the pump 20 supplies the ramp 10 again.
Selon un premier mode de réalisation des moyens d'obturation 18, ils sont commandés électroniquement par l'intermédiaire d'un dispositif électronique de commande du véhicule, qui est relié électroniquement à un capteur de la pression à l'intérieur de la première chambre 14. According to a first embodiment of the closure means 18, they are electronically controlled via an electronic device for controlling the vehicle, which is electronically connected to a pressure sensor inside the first chamber 14. .
Selon un mode de réalisation préféré les moyens to d'obturation 18 selon l'invention comportent un conduit unique 30 qui relie la première chambre 14 à la deuxième chambre 16, c'est-à-dire qu'il débouche au niveau de l'orifice unique 28 de la deuxième chambre 16. According to a preferred embodiment the closing means 18 according to the invention comprise a single duct 30 which connects the first chamber 14 to the second chamber 16, that is to say that it opens at the level of the single orifice 28 of the second chamber 16.
Les moyens d'obturation 18 comportent aussi un clapet 32 qui est monté mobile à l'intérieur du conduit 30 entre une position d'ouverture du conduit 30, dans laquelle la deuxième chambre 16 est raccordée à la première chambre 14, lorsque la pression de carburant à l'intérieur de la première chambre 14 est supérieure ou égale à la valeur de seuil prédéfinie, et une position d'obturation du conduit 30 dans laquelle la deuxième chambre 16 est isolée de la première chambre 14 et de la pompe 20, lorsque la pression à l'intérieur de la première chambre est inférieure à la valeur de seuil prédéfinie. The closure means 18 also comprise a valve 32 which is mounted movably inside the conduit 30 between an open position of the conduit 30, in which the second chamber 16 is connected to the first chamber 14, when the pressure of fuel inside the first chamber 14 is greater than or equal to the predefined threshold value, and a closed position of the conduit 30 in which the second chamber 16 is isolated from the first chamber 14 and the pump 20, when the pressure inside the first chamber is below the predefined threshold value.
Enfin, les moyens d'obturation 18 comportent un ressort élastique 34 de rappel du clapet 32 vers sa position d'obturation du conduit 30. Finally, the closure means 18 comprise an elastic spring 34 for returning the valve 32 to its closed position of the duct 30.
Le déplacement du clapet 32 vers sa position d'ouverture du conduit 30 s'effectue donc à l'encontre de l'effort de rappel exercé par le ressort 34. The displacement of the valve 32 towards its open position of the duct 30 is therefore effected against the return force exerted by the spring 34.
Le déplacement du clapet 32 de sa position d'obturation du conduit 30 vers sa position d'ouverture du conduit 30 est obtenu par l'effort de pression exercé par le carburant sous pression sur une face d'appui 32a du clapet. The displacement of the valve 32 from its closed position of the conduit 30 to its open position of the conduit 30 is obtained by the pressure force exerted by the fuel under pressure on a bearing face 32a of the valve.
La surface de la face d'appui 32a du clapet 32 et la raideur du ressort 34 sont déterminés de manière que lorsque la pression de carburant à l'intérieur de la première chambre 14 est égale à la valeur de seuil prédéterminée, la valeur de l'effort de pression du carburant sur la face d'appui 32a du clapet 32 est égale à l'effort de rappel exercé par le ressort 34 sur le clapet 32. The surface of the bearing face 32a of the valve 32 and the stiffness of the spring 34 are determined so that when the fuel pressure inside the first chamber 14 is equal to the predetermined threshold value, the value of the the pressure of the fuel on the bearing face 32a of the valve 32 is equal to the return force exerted by the spring 34 on the valve 32.
Ainsi, lorsque la pression du carburant à l'intérieur de la première chambre 14 augmente, la valeur de l'effort de pression du carburant sur la face d'appui 32a du clapet 32 devient supérieure à l'effort de rappel exercé par le ressort 34 sur le clapet 32, de sorte que le clapet 32 se déplace vers sa position d'ouverture. Thus, when the fuel pressure inside the first chamber 14 increases, the value of the fuel pressure force on the bearing face 32a of the valve 32 becomes greater than the return force exerted by the spring. 34 on the valve 32, so that the valve 32 moves to its open position.
Lorsque le clapet 32 est dans sa position d'ouverture du canal 30, le carburant est apte à circuler librement à l'intérieur du 1s canal 30, vers l'une ou l'autre des deux chambres 14, 16, de manière à équilibrer la pression de carburant dans la deuxième chambre 16 avec la pression de carburant dans la première chambre 14. When the valve 32 is in its open position of the channel 30, the fuel is able to circulate freely inside the channel 30, towards one or the other of the two chambers 14, 16, so as to balance the fuel pressure in the second chamber 16 with the fuel pressure in the first chamber 14.
Cependant, lors du démarrage du moteur, la valeur de la 20 pression de carburant à l'intérieur de la deuxième chambre 16 est très inférieure à la valeur de seuil prédéterminée. However, when starting the engine, the value of the fuel pressure inside the second chamber 16 is much lower than the predetermined threshold value.
Ainsi, lorsque le clapet 32 se déplace vers sa position d'ouverture du conduit 30, une quantité importante de carburant peut se déplacer brusquement de la première chambre 14 vers la deuxième chambre 16, et provoquer ainsi une chute brutale le la pression de carburant dans le volume intérieur V1 de la première chambre 14. Thus, when the valve 32 moves towards its open position of the conduit 30, a significant amount of fuel can move suddenly from the first chamber 14 to the second chamber 16, and thus cause a sudden drop in the fuel pressure in the interior volume V1 of the first chamber 14.
C'est pourquoi, selon une variante de réalisation de l'invention, le conduit 30 comporte en outre des moyens (non représentés) pour empêcher que la pression de carburant à l'intérieur de la première chambre 14 ne chute brutalement lors du déplacement du clapet 32 de sa position d'obturation du conduit 30 vers la position d'ouverture du conduit 30. Therefore, according to an alternative embodiment of the invention, the conduit 30 further comprises means (not shown) for preventing the fuel pressure inside the first chamber 14 from dropping sharply during the movement of the fuel. valve 32 from its closed position of the conduit 30 to the open position of the conduit 30.
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