TITRE : ENSEMBLE D'INJECTION DE C BU La présente invention concerne, de façon générale, le domaine de l'injection de carburant pour moteurs à combustion interne.
Plus particulièrement, l'invention concerne un module de régulation de pression apte à être inséré dans une ligne hydraulique de retour d'injecteur pour y maintenir une pression nécessaire au fonctionnement d'un injecteur et qui comporte une enceinte définissant W un volume interne partagé en une première et une deuxième chambre séparées par une paroi intermédiaire de séparation comportant au moins un orifice pour permettre une liaison hydraulique entre la première et la deuxième chambre sélectivement en fonction de l'état 15 passant ou bloqué d'un dispositif d'obturation comportant un premier clapet apte à permettre le passage de fluide de la première chambre vers la deuxième chambre lorsque la pression amont observée dans la première chambre est supérieure à une pression 20 de retour déterminée. Un des problèmes inhérents à l'injection de carburant par des injecteurs est de s'assurer que le carburant dans la ligne retour de l'injecteur est relativement liquide et homogène et ne comporte pas de 25 carburant vaporisé, notamment dans des conditions d'arrêt prolongé à des températures très fortement négatives proches de -30°C. Pour cela, des systèmes connus dont un exemple est décrit dans le document de brevet US2006/0185647 30 proposent d'introduire du carburant dans le circuit de retour pendant la phase de mise sous contact précédant la phase de démarrage à l'aide d'une pompe électrique via un conduit additionnel qui débouche dans la conduite de retour de carburant au voisinage de l'injecteur. Cet afflux de carburant dans le conduit de retour permet de s'assurer que le carburant dans la conduite de retour soit bien à la pression adéquate pour que l'injecteur puisse fonctionner correctement. Cependant de tels systèmes présentent des inconvénients, parmi lesquels la présence d'une pompe électrique pilotée spécifiquement au moment du démarrage, et la nécessité d'une temporisation supplémentaire au moment du démarrage, le temps que la pression dans la conduite de retour augmente. La présente invention a pour but de proposer une conduite de retour de carburant améliorée par la présence d'un module de régulation de pression amélioré et plus particulièrement permettant de réduire le risque que du carburant liquide vienne à se vaporiser 20 lors de son passage dans la conduite de retour et notamment lors de phases d'arrêt prolongé du moteur. La présente invention vise également à proposer un module de régulation de pression qui soit simple et dont la présence ne puisse pas être ressentie par 25 l'utilisateur. A cette fin, le moyen de régulation de pression de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule défini précédemment, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte un 30 deuxième clapet indépendant du premier clapet apte à laisser passer du fluide de la deuxième chambre vers la première chambre lorsque la pression amont observée dans la première chambre est inférieure à une pression de vaporisation. Grâce à l'invention, on peut faire en sorte qu'une circulation de carburant depuis et vers l'injecteur puisse s'opérer de façon indépendante l'une de l'autre. On parvient ainsi à éviter que la pression entre l'injecteur et le moyen de régulation de pression diminue jusqu'à une valeur à laquelle du carburant à l'état liquide puisse se vaporiser. Ce moyen fonctionnant de façon autonome et sans apport d'énergie, la pression dans la rampe retour est maintenue à une valeur supérieure à la pression de vaporisation du carburant durant les phases d'arrêt prolongé du moteur. On peut ainsi s'affranchir des temporisations nécessaires avant le démarrage du moteur pour gaver la conduite au moyen d'une pompe électrique comme décrit dans l'art antérieur. On peut également faire en sorte que le premier clapet soit apte à obturer le premier orifice réalisé dans la paroi intermédiaire de séparation et que le deuxième clapet soit apte à obturer un deuxième orifice réalisé dans le dispositif d'obturation. On peut également faire en sorte que le deuxième orifice soit réalisé dans une plaque du premier clapet. On peut faire en sorte que les projections des premier et deuxième orifices sur un plan de projection transversal à l'axe longitudinal de la conduite de retour soient concentriques, les dimensions du deuxième orifice étant inférieures aux dimensions du premier orifice.
On peut faire en sorte que le premier orifice soit obturé par le premier clapet mobile à l'encontre d'un ressort de tarage disposé entre une deuxième paroi d' 'té du moyen de régulation de pression et paroi intermédiaire de séparation. On peut faire en sorte que le deuxième orifice soit obturé par le deuxième clapet au moyen d'une première plaque, ledit deuxième clapet étant mobile l'encontre d'un deuxième ressort de tarage disposé entre la plaque du premier clapet et une deuxième plaque du deuxième clapet. On peut faire en sorte que les tarages du premier ressort de tarage et du deuxième ressort de tarage présentent des valeurs de signe opposé et une différence en valeur absolue importante de sorte à permettre fonctionnement indépendant des premier deuxième clapets. On peut faire sorte que le tarage du premier ressort de tarage soit égal à +10 bars et le tarag deuxième ressort de tarage soit égal à -0,05 bars, ces valeurs pouvant être adaptées par mise au point fonction des injecteurs de carburant utilisés. L'invention a également pour objet une conduite retour de carburant comprenant moyen de régulation de pression selon l'invention et dont les chambres sont reliées aux portions de conduit entre lesquelles s'intercale par une première une deuxième ouverture réalisées dans l'enceinte. Un autre objet de l'invention est ensemble d'injection de carburant comportant au moins un injecteur carburant relié hydrauliquement à 1.. 0 15 réservoir de carburant par une conduite de retour de carburant selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description 5 qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées présentées brièvement ci-dessous la figure 1 est une vue schématique d'un ensemble d'injection comportant un module de régulation de pression selon l'invention ; la figure 2 est une vue schématique en coupe détaillée du module de régulation de pression selon l'invention dans un sens passant de l'injecteur vers le réservoir la figure 3 est une vue schématique en coupe détaillée du module de régulation de pression selon l'invention dans un sens passant du réservoir vers l'injecteur. Sur la figure 1 est représenté, un ensemble 20 d'injection 1 comportant au moins un injecteur de carburant 2 qui est alimenté par un réservoir de carburant 3 via une conduite d'alimentation en carburant 4 sur laquelle est placée une pompe de carburant 5 permettant d'élever la pression du 25 carburant à destination de l'injecteur 2. Selon le mode de réalisation représenté, l'injecteur est de type piézoélectrique commandé électroniquement de manière à ce que celui-ci autorise sélectivement l'injection dans une chambre de 30 combustion de carburant, non représentée, acheminé via la conduite d'alimentation 4, L'injecteur 2 est également relié hydrauliquement au réservoir de carburant 3 via une conduite de retour de carburant 6 qui permet au carburant non injecté par l'injecteur 2, provenant des fuites statiques et dynamiques de l'injecteur, de revenir vers le réservoir de carburant 3 afin de pouvoir être réacheminé, par la suite, vers l'injecteur 2 par la conduite d'alimentation en carburant 4. Pour que l'injecteur 2, notamment de type piezoélectrique, puisse fonctionner, il est nécessaire de maintenir une contrepression dans la conduite de retour de carburant 6. Autrement dit, la pression du carburant acheminé vers le réservoir de carburant 3 doit être maintenue à une pression amont Pa, observée au voisinage de l'injecteur 2, sensiblement égale à une pression de retour Pr supérieure à la pression atmosphérique qui règne dans le réservoir 3. La pression de retour Pr est généralement de l'ordre de la dizaine de bars et plus particulièrement comprise entre 2 et 12 bars et est la pression qui règne dans la conduite de retour 6. Pour maintenir cette pression amont Pa, observée entre l'injecteur 2 et le module de régulation de pression 10 au voisinage de l'injecteur 2, sensiblement égale à la pression de retour Pr dans la conduite retour 6, un module de régulation de pression 10, est disposé dans la conduite de retour 6 entre l'injecteur 2 et le réservoir 3. Le module de régulation 10 selon un mode de 30 réalisaion préféré de l'invention est représenté en coupe figures 2 et 3.
Ce module de régulation de pression 10 comporte une enceinte 101 qui présente une première 102 et une deuxième 103 ouvertures, permettant au module 10 d'être relié une conduite hydraulique. En particulier, la première ouverture 102 est reliée à la portion conduite de retour 6 liée à l'injecteur 2 deuxième ouverture 103 est reliée à la portion conduite de retour 6 liée réservoir de carburant 3. Selon le mode de réalisation représenté, l'enceinte 101 est de révolution autour d'un axe sensiblement dirigé selon l'axe longitudinal de la conduite de retour 6 et est fermée ses deux extrémités longitudinales par une première 104 une deuxième 105 paroi d'extrémité dans lesquelles première ouverture 102 et deuxième ouverture 103 sont respectivement réalisées. Le volume défini l'intérieur de nceinte 101 est partagé par une paroi intermédiaire de séparation 106. une première chambre 107 s'étend entre la première paroi d'extrémité 104 et la paroi intermédiaire de séparation 106 et une deuxième chambre 108 s'étend entre la deuxième paroi d'extrémité 105 la paroi intermédiaire de séparation 106. Ces première 107 et deuxième 108 peuvent 25 communiquer l'une avec l'autre au travers d'au moins premier orifice 109, pouvant prendre la forme alésage, réalisé dans la paroi intermédiaire de séparation 106 et qui peut être sélectivement obturé par dispositif d'obturation 200. dispositif d'obturation 200 du premier orifice 109 comprend premier clapet 201 mobile l'encontre d'un ressort de tarage 202 disposé entre la deuxième paroi d'extrémité 105 et la paroi intermédiaire de séparation 106. Le clapet 201 comporte une plaque 201p dont les dimensions sont supérieures à celle du premier orifice 109. La forme de la plaque 201p est telle qu'elle est apte à coopérer avec la paroi intermédiaire de séparation 106 en vue de l'obturation du premier orifice 109 pour empêcher qu'un fluide puisse être échangé entre les première 107 et deuxième 108 chambres à travers celui-ci. Un deuxième orifice 110 est réalisé dans la plaque 201p du premier clapet 201 et est sélectivement obturé par un deuxième clapet 203 mobile à l'encontre d'un deuxième ressort de tarage 204. Ce deuxième orifice 110 est de dimensions inférieures aux dimensions du premier orifice 109, ces deux orifices 109, 110 étant concentriques dans un plan de projection transversal à l'axe longitudinal de la conduite de retour 6.
Ce deuxième clapet 203 prend sensiblement la forme d'un H, comportant une première 203a et une deuxième 203b plaques s'étendant sensiblement _nt à la paroi intermédiaire de séparation 106. Le deuxième ressort de tarage 204 est agencé entre la plaque 201p du premier clapet 201 et la deuxième plaque 203b du deuxième clapet 203. Les dimensions de la première plaque 203a du deuxième clapet 203 sont supérieures à celles du deuxième orifice 110. La forme de la première plaque 203a est telle qu'elle est apte à coopérer avec la plaque 201p du premier clapet 201 en vue de 'obturation du deuxième orifice 110 pour empêcher 'un fluide puisse être échangé entre les première 107 et deuxième 108 chambres à travers celui-ci. Le fonctionnement du dispositif d'obturation 200 est décrit ci-dessous lorsque la première ouverture 102 est reliée à la conduite de retour 6 côté injecteur 2 la deuxième ouverture 103 est reliée à la conduite de retour 6 côté réservoir. Le premier ressort de tarage 202 est réglé de sorte que le premier clapet 201 puisse s'ouvrir pour autoriser circulation de carburant la première chambre 107 vers la deuxième chambre 108 selon les flèches indiquées sur la figure 2. Ces flèches montrent le carburant s'écouler à partir de la première ouverture 102 vers la deuxième ouverture 103 vers le réservoir 3 lorsque la pression amont Pa observée dans la première chambre 107 est supérieure à la pression retour Pr, afin de faire diminuer la pression dans conduite de retour carburant 6 au voisinage de l'injecteur 2. Lorsque la pression observée dans le volume 107 inférieure ou égale à la pression observée dans la deuxième chambre 108, le premier ressort de tarage 202 exerce une force de rappel pour ramener le premier 25 clapet 201 dans sa position bloquée, dans laquelle la plaque 201p du premier clapet 201 est contact avec paroi intermédiaire de séparation 106, interdisant carburant de circuler du réservoir 3 vers jecteur 2 par son biais. Le deuxième ressort de tarage 204 est réglé sorte que le deuxième clapet 203 puisse s'ouvrir pour autoriser la circulation de carburant de deuxième chambre 108 vers la première chambre 107 selon les flèches indiquées sur la figure 3. Ces flèches montrent le carburant s'écouler à partir de la deuxième ouverture 103 vers la première ouverture 102 à destination de l'injecteur 2 lorsque la pression amont Pa observée dans la première chambre 107 est inférieure seuil de pression de vaporisation Pv, afin d'augmenter la pression dans la conduite retour 10 carburant 6 au voisinage de l'injecteur 2, Ceci permet d'éviter que la pression dans conduite retour 6 côté injecteur 2 ne tombe sous une pression seuil dite de vaporisation Pv en dessous de laquelle du carburant à l'état vaporisé peut apparaître 15 dans la conduite 6. Lorsque la pression observée dans la première chambre 107 est supérieure ou égale â la pression de vaporisation Pv, le deuxième ressort de tarage 204 exerce une force de rappel pour ramener le deuxième 20 clapet 203 dans sa position bloquée, dans laquelle la première plaque 203a est en contact avec la plaque 210p du premier clapet 201, interdisant au carburant de circuler de l'injecteur 2 vers le réservoir 3 par son biais. Lorsque souhaite maintenir une pression amont sensiblement égale à une pression de retour Pr dans la conduite de retour 6 de 10 bar environ, fixe tarage du premier clapet 201 et de son ressort de tarage 202 à une valeur de 10 bars relatifs en valeur absolue.
Pour maintenir, le carburant à l'état non gazeux, ou autrement dit pour maintenir une pression amont supérieure à une pression de vaporisation Pv, on fixe age du deuxième clapet 203 et de son ressort 204 à une valeur de 0,05 bar relatifs en valeur absolue, une autre valeur comprise entre 0,01 bar et 0,1 bar pour des plages de vaporisation du carburant compris entre -40°C et +40°C. Ces valeurs de tarage seront choisies de sorte 10 qu'elles soient de signes opposés, par exemple +10 bars et -0,05 bars et qu'elles soient très différentes l'une de l'autre, moins dans un rapport 100, pour que les deux clapets puissent avoir un fonctionnement indépendant l'un de l'autre. La présente invention s'applique particulièrement domaine des ensembles d'injection comportant plusieurs injecteurs alimentés par un même rail de carburant haute pression. En l'occurrence selon mode de réalisation préférentiel de l'invention l'ensemble comporte plusieurs injecteurs reliés aux conduites d'alimentation 4 et de retour 6.