FR2580334A1 - Systeme d'alimentation en carburant pour un moteur a combustion interne a turbocompresseur - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME D'ALIMENTATION EN CARBURANT POUR UN MOTEUR DIESEL A TURBOCOMPRESSEUR COMPRENANT UNE POMPE A CARBURANT FOURNISSANT DU CARBURANT A UNE PRESSION INTERMEDIAIRE A UN DISTRIBUTEUR A HAUTE PRESSION. UNE UNITE DE COMMANDE 51 REDUIT LA PRESSION EXERCEE SUR LE PISTON 15 DE COMMANDE DE DEBUT D'INJECTION LORSQUE LE MOTEUR EST SOUMIS A UNE DEMANDE D'AUGMENTATION DE L'ALIMENTATION EN CARBURANT, CE QUI RETARDE A SON TOUR LE DEBUT DE L'INJECTION ET AUGMENTE LA TEMPERATURE ET LA PRESSION DES GAZ D'ECHAPPEMENT ET, PAR CONSEQUENT, LA PRESSION DE SURALIMENTATION DU TURBOCOMPRESSEUR. APRES UNE PERIODE DE TEMPORISATION, L'UNITE DE COMMANDE 51 PERMET A LA PRESSION AGISSANT SUR LE PISTON 15 DE REVENIR A LA VALEUR PRECEDENTE ET L'AVANCE A L'INJECTION REVIENT A LA NORMALE.

Description

SYSTEME D'ALIMENTATION EN CARBURANT POUR UN MOTEUR A

COMBUSTION INTERNE A TURBOCOMPRESSEUR

La présente invention concerne un système d'alimentation en carburant pour un moteur à combustion interne à turbocompresseur, par exemple un

moteur diésel à turbocompresseur à injection indirecte.

Les moteurs à turbocompresseur ont tendance à être soumis à un retard à l'accélération lorsque le turbocompresseur accélère jusqu'à une valeur à

laquelle il peut produire l'assistance demandée. Ce problème est particulié-

rement aigu pour des moteurs diésel o les basses températures des gaz d'échappement lors de la faible charge initiale intervenant dans une manoeuvre et l'action de l'unité de commande d'assistance se conjugent pour limiter la vitesse à laquelle de l'énergie peut être rendue disponible dans

les gaz d'échappement. La température des gaz d'échappement et leur pres-

sion de sortie peuvent être augmentées en retardant l'instant de l'injec-

tion du carburant, c'est-a-dire, en général en réduisant l'avance à l'in-

jection, mais cela a pour effet d'augmenter la consommation de carburant et, pour la plupart des moteurs diesel, de provoquer une fumée excessive à l'échappement. L'inconvénient de ce problème transitoire de retard à l'accélération du turbocompresseur se fait le plus sentir dans des voitures de tourisme à moteur diesel o des variations continues de la charge et de

la vitesse sont nécessaires au cours du trafic.

Les systèmes de combustion à injection indirecte sont généralement utilisés dans des voitures à moteur diesel. Ils présentent la particularité que jusqu'à 60% du volume de chambre de combustion au point mort haut d'allumage est contenu dans une cellule séparée du volume situé dans ou au-dessus de la tête de piston. De telles chambres ont usuellement une forme sphérique et de l'air est refoulé, par l'intermédiaire d'un conduit tangentiel, dans la cellule pendant la course de compression. La combustion est amorcée et entretenue par l'injection de carburant dans la cellule de

combustion, synchronisée avec la rotation du moteur.

Un objet de la présente invention est de réduire au minimum le retard

d'accélération dans un moteur à turbocompresseur sans influencer défavora-

blement et de façon significative la consommation de carburant et sans

produire une fumée excessive à l'échappement.

Conformément à l'invention, il est prévu un système d'alimentation en carburant pour un moteur à combustion interne à turbocompresseur qui comprend une pompe à carburant, un distributeur de carburant agencé pour fournir une quantité prédéterminée de carburant séquentiellement à des

injecteurs individuels associés à chaque cylindre, et un moyen pour retar-

der le début de l'injection du carburant pendant une période spécifique quand le moteur est soumis à une demande d'augmentation de son alimentation

en carburant.

Une particularité des moteurs à injection indirecte mentionnés

ci-dessus consiste en ce qu'il est possible de retarder le début de l'in-

jection de carburant jusqu'à 5 d'angle de vilebrequin à pleine charge sans

produire d'effets perturbateurs en ce qui concerne les fumées à l'échappe-

ment mais en augmentant la température des gaz d'échappement d'environ K. En même temps, la pression de décharge des gaz d'échappement est augmentée. Cela signifie que plus d'énergie est disponible dans les gaz d'échappement pour entraîner la turbine du turbocompresseur. Si un tel retard du début de l'injection de carburant est réalisé pendant une courte

période de temps, la réponse transitoire et l'accélération du turbocompres-

seur peuvent être améliorée de façon à disposer de plus de puissance pour l'accélération du véhicule. En conséquence, s'il est prévu des moyens pour retarder le début de l'injection de carburant d'environ 5 , lorsqu'il est

nécessaire de produire une énergie supplémentaire pour accélérer le turbo-

compresseur, sa réponse transitoire sera bien améliorée. Cette énergie supplémentaire peut être nécessaire quand le conducteur a besoin de plus de couple que celui que peut fournir le moteur à aspiration naturelle, ou bien dans des conditions de légère assistance et quand le moteur et le véhicule

doivent accélérer.

Un tel retard du début de l'injection (équivalent en général à une réduction de l'avance à l'injection par rapport au point mort haut) est seulement nécessaire pendant une courte période de temps pendant que le

turbocompresseur accélère jusqu'à sa nouvelle vitesse de fonctionnement.

Une prolongation du retard du début de l'injection aurait une influence

perturbatrice sur la consommation de carburant du moteur.

Les pompes d'injection de carburant pour moteur diesel qui sont le plus couramment utilisées comportent des moyens hydrauliques pour faire varier le début de l'injection de carburant en fonction de la charge en régime permanent et de la vitesse. Cependant, une philosophie semblable concernant un retard temporaire du début de l'injection peut être utilisée

lorsque l'on emploie une commande électronique pour l'équipement d'injec-

tion de carburant -cela est devenu récemment possible- et quand il est

raisonnablement simple de programmer l'effet nécessaire.

Lorsque le conducteur a besoin d'une accélération nécessitant l'in-

tervention du turbocompresseur, le début de l'injection peut être retardé de la valeur désirée de 5 . Un relais temporisateurde retard peut être

incorporé dans cette instruction de retard d'injection pour varier typi-

quement de 5 secondes pour une vitesse du moteur de 20 tr/s jusqu'à 0,5 seconde pour une vitesse de 70 tr/s. Cela fait en sorte que l'économie de carburant n'est pratiquement pas affectée puisque le retard se produit

seulement pendant un intervalle de temps très court au cours d'un fonc-

tionnement transitoire.

La présente invention peut également être adaptée pour permettre un retard transitoire semblable du début de l'injection de carburant lorsque

l'on utilise des pompes d'injection de carburant a commande non électro-

nique de types classiques.

Dans une pompe d'injection de carburant du type-distributeur connu, qui est utilisée avec des petits moteurs diésel tournant a grande vitesse, l'arbre d'entraînement (tournant à la moitié de la vitesse du vilebrequin du moteur, comme cela est classique pour un moteur a quatre temps) actionne une pompe de pressurisation de carburant du type a palettes et il fait également tourner, par l'intermédiaire de cannelures, un plongeur unique a haute pression. Le plongeur exécute en superposition à son mouvement de rotation un mouvement axial alternatif synchronise par un système de cames

tournantes et de galets relativement fixes.

La pompe à palettes comprime le carburant jusqu'a une pression

intermédiaire et elle est reliée a un orifice d'entrée du carter à plon-

geur. Le mouvement du plongeur produit un emprisonnement du carburant qui est séquentiellement fourni a chaque cylindre au moment approprié. La période d'injection comporte un point de départ fixe mais un point d'arrêt

variable, qui est fonction d'un réglage de commande, qui peut être déter-

miné par un levier de commande de carburant ou bien par un régulateur, dans

le cas d'une commande automatique.

Du fait que le volume de carburant débité par la pompe à palettes augmente avec la vitesse, la pression intermédiaire engendrée augmente

également (en relation avec les paramètres établis par la valve de déchar-

ge). On utilise cette augmentation de la pression intermédiaire en fonction de la vitesse pour régler la position angulaire des galets fixes de façon a produire une avance du début de l'injection de carburant lorsque la vitesse

du moteur croit. Cette caractéristique est fréquemment adaptée aux impéra-

tifs de combustion.

Dans une autre pompe d'injection de carburant du type-distributeur connue, un arbre ou rotor central de diamètre important est entraîné en rotation à la moitié de la vitesse du moteur. Deux plongeurs opposés de la pompe sont logés dans des alésages radiaux du rotor. Ils sont refoulés vers l'extérieur par la force centrifuge engendrée par la rotation du rotor et ils sont déplacés vers l'intérieur au moyen d'une came annulaire fixe placée autour du rotor, les cames étant profilées de façon à établir le

débit désiré d'injection de carburant.

Une pompe à palettes également entraînée par le rotor fournit du carburant à une pression intermédiaire a un conduit comportant une valve d'arrêt chargée par ressort à une extrémité et une valve de mesure à son autre extrémité. Dans la valve de mesure, la pression commandée provenant de la pompe à palettes agit sur une extrémité de son plongeur tandis que son autre extrémité est en contact avec un ressort dont l'extrémité opposée est positionnée par un levier de commande actionné soit par un régulateur, soit par la pédale d'accélération. En conséquence, la position de la valve de mesure est commandée par la charge qui est fonction du ressort prévu à une extrémité et de la pression de sortie de la pompe à moyenne pression, elle-même fixée par la valve de décharge de pression. La valve de mesure fournit du carburant a l'entrée du carter contenant le rotor et, par l'intermédiaire d'une série de trous ménagés dans le rotor, du carburant

est canalisé séquentiellement jusqu'à l'espace situé entre les plongeurs.

Les plongeurs assurent séquentiellement la pressurisation et la décharge du carburant de façon à le faire parvenir, par l'intermédiaire d'un orifice de sortie prévu dans le rotor et d'une série d'orifices de sortie prévus dans

le carter du rotor, aux buses des injecteurs de carburant dans les cylin-

dres.

La valve de mesure détermine, pour une pression de transfert fixe, le débit sous lequel le carburant pénètre dans l'espace de pompage à haute pression existant entre les deux plongeurs radiaux au moment convenable entre des injections successives. Au cours du déplacement angulaire du rotor, l'unique orifice d'entrée est fermé juste avant que la came ne commence à déplacer les plongeurs radialement vers l'intérieur. En fonction du degré de remplissage en carburant de l'espace situé entre les plongeurs, on atteint un point o les plongeurs se soulèvent lorsque le carburant

devient "solide" et lorsque sa pression augmente en produisant un déplace-

ment additionnel des plongeurs vers l'intérieur. A ce moment, l'unique orifice de sortie prévu à l'extrémité éloignée du rotor passe devant un des orifices de décharge de carburant prévus dans le carter de sorte que le

carburant, alors pressurisé, est fourni au cylindre approprié du moteur.

Il est clair que, pour de petits débits de décharge de carburant, les plongeurs se sont soulevés d'une certaine distance en direction de leurs positions limites intérieures avant que le carburant emprisonné ne devienne

"solide" et que sa pression n'augmente. Il en résulte que le début d'injec-

tion s'effectue, pour de faibles charges du moteur, plus tard qu'à pleine charge c'est-à-dire que le début d'injection varie en fonction de la

charge. La fourniture de carburant est terminée quand les plongeurs arri-

vent aux points hauts des cames, c'est-à-dire que la synchronisation de la

fin d'injection est constante par rapport au soulèvement des cames.

En pratique, la came annulaire "fixe" est positionnée angulairement par un levier dont la position est déterminée en fonction de la réaction au couple d'entraînement exercé sur la came annulaire. En conséquence, plus la quantité de carburant injecté est grande, plus le couple de réaction est élevé et plus le mouvement angulaire de la came annulaire, en opposition au couple résistant exercé par un ressort, est grand. En fonction de la charge et du tarage du ressort, le début réel de l'injection peut être modifié si nécessaire en fonction de la charge du moteur de façon à obtenir par exemple un début d'injection qui est positionné de façon constante par

rapport au point mort haut du moteur.

En outre, du fait que la pression fournie par la pompe à palettes est fonction de la quantité de carburant pompée par son rotor, qui varie directement avec la vitesse, ainsi qu'avec les caractéristiques de tarage du ressort de la valve d'arrêt et de sa section de passage, la pression de

transfert de carburant augmente avec la vitesse. En conséquence, la posi-

tion de la came annulaire est sensible à la vitesse et ainsi l'injection

peut être avancée en fonction de la vitesse lorsque cela est souhaité.

On a ainsi brièvement décrit le fonctionnement de ces pompes dans le cas d'un moteur à admission normale dans lequel une butée fixe est utilisée pour limiter la quantité maximale de carburant qui peut être injectée, en évitant ainsi une fumée excessive à l'échappement. Dans le cas d'un moteur à suralimentation, la quantité maximale de carburant pouvant être brûlée augmente avec la pression de suralimentation de sorte qu'il est classique de prévoir un dispositif actionné par la pression de suralimentation et qui

modifie automatiquement le débit maximal de la pompe d'injection en fonc-

tion de la pression de suralimentation régnant dans le collecteur.

Les pompes d'injection de carburant du type à distribution qui ont été décrites ci-dessus sont des pompes dans lesquelles le début ou la fin d'injection basée sur le soulèvement de la came sont variables en fonction

de la quantité de carburant débitée, à une vitesse fixe, mais elles compor-

tent des moyens permettant de réajuster automatiquement la position angu-

laire de la came annulaire entrainant les plongeurs afin de conserver l'angle désiré d'avance d'injection par rapport à la position du point mort

haut du moteur.

En conséquence, dans une réalisation préférée conforme à l'invention, la pression intermédiaire, parfois appelée la pression de transfert, est utilisée pour modifier la position angulaire de la came annulaire ou, dans d'autres conceptions, celle des galets formant touchaux de came. De cette manière, le début d'injection est retardé pendant un certain temps lors d'une brusque demande d'augmentation de l'alimentation en carburant, de

telle sorte que les températures et les pressions de sortie des gaz d'échap-

pement soient supérieures aux valeurs classiques de manière à maintenir

l'augmentation de la vitesse du turbocompresseur en vue de produire l'aug-

mentation de la suralimentation et, par conséquent, l'augmentation de la

puissance de sortie demandée par le conducteur du véhicule.

En conséquence, selon un autre aspect de la présente invention, il est prévu un système d'alimentation en carburant pour un moteur diesel à turbocompresseur, qui comprend une pompe à carburant agencée pour débiter du carburant à une pression intermédiaire par l'intermédiaire d'une valve

de commande à un distributeur de carburant à haute pression, le distribu-

teur étant agencé pour fournir une quantité prédéterminée de carburant séquentiellement à des injecteurs individuels associés à chaque cylindre, le système comprenant en outre un dispositif de commande de l'instant de début d'injection agencé pour régler le début de l'injection de carburant et une unité de commande agencée pour transmettre la pression intermédiaire de carburant au dispositif de commande de début d'injection dans des

conditions de marche normale du moteur et pour dériver la pression intermé-

diaire de carburant pendant une période prédéterminée quand le moteur est soumis a une demande d'augmentation de son alimentation en carburant, en réduisant ainsi la pression transmise au dispositif de commande de début d'injection, qui retarde à son tour l'instant de début d'injection de carburant. De préférence, le distributeur de carburant est du type a plongeur dont l'instant de début d'injection est déterminé par la position d'un système a cames et oO le dispositif de commande de début d'injection comprend un piston agencé pour déplacer le système à cames en opposition à la force d'un ressort en fonction de la pression transmise au piston à partir de l'unité de commande. L'unité de conmmnande comporte de préférence un passage de carburant pourvu d'une entrée reliée à la sortie de la pompe

à carburant, une sortie reliée au dispositif de commande de début d'injec-

tion, une sortie de dérivation et un organe de valve mobile entre une

position de fermeture normale dans laquelle il isole la sortie de dériva-

tion de l'entrée et une position d'ouverture dans laquelle l'entrée et la

sortie de dérivation sont placées en communication.

Dans un des procédés classiques de commande de l'alimentation en carburant d'un moteur qui est équipé d'un turbocompresseur, un diaphragme est agencé de manière à être soumis sur une face à la pression d'assistance du turbocompresseur, ou régnant dans le collecteur d'entrée, tandis que l'autre face est soumise à la pression atmosphérique et à la charge due a

un ressort hélicoïdal. En conséquence, en fonction de la surface du dia-

phragme et des caractéristiques du ressort qui ont été choisies, le dia-

phragme se déplace de façon directement proportionnelle à la surpression d'assistance par rapport à la pression atmosphérique. Un organe est fixé sur la face du diaphragme relié à la pression atmosphérique et qui est pourvu par usinage d'une conicité prédéterminée qui peut être linéaire ou non linéaire. Normalement, une extrémité incurvée d'un levier basculant comportant un pivot fixe est obligée de s'appuyer sur l'organe central fixe

au centre du diaphragme d'assistance. L'extrémité opposée du levier bascu-

lant est reliée soit au pied de l'opérateur, soit à une commande manuelle, soit au manchon de sortie d'un régulateur. En conséquence, dans la pompe classique, la quantité maximale de carburant pouvant être injectée est déterminée par le réglage initial et la positionde l'extrémité opposée du toucheau sur la partie conique déterminée par la pression d'assistance ou

de collecteur d'entrée existante.

En conséquence, le système comprend de préférence une unité de détection de pression de suralimentation de turbocompresseur qui comporte une tige mobile en fonction de la pression d'assistance, afin que le déplacement de la tige lors d'une augmentation de la pression d'assistance après une demande d'augmentation de l'alimentation en carburant produise un déplacement de l'organe de valve de la position d'ouverture jusque dans la

position de fermeture.

Dans un mode de réalisation préféré, le système comprend un levier monté de façon pivotante sur l'organe de valve et un organe d'actionnement accouplé à la commande d'accélérateur du moteur et agencé pour agir sur le levier de façon à repousser l'organe de valve vers la position d'ouverture lors d'une demande d'augmentation de l'alimentation en carburant alors que la tige de l'unité de pression de suralimentation est agencée pour agir sur le levier de manière à faire revenir l'organe de valve dans la position de

fermeture à mesure que la pression de suralimentation croit ultérieurement.

Dans une autre réalisation, le système comprend de préférence un organe d'actionnement relié à la commande d'accélérateur du moteur et l'organe de valve comprend un plongeur principal et un plongeur secondaire coopérant avec le plongeur principal pour définir les positions d'ouverture et de fermeture, l'organe d'actionnement étant agencé pour repousser le

plongeur secondaire dans la position d'ouverture lors d'une demande d'aug-

mentation de l'alimentation en carburant tandis que la tige de l'unité de détection de pression de suralimentation est disposée de façon à amener le plongeur principal dans la position de fermeture lorsque la pression

d'assistance croit ultérieurement.

De préférence, le système comprend un piston placé dans un alésage de

l'unité de commande, le piston étant repoussé par un ressort vers une posi-

tion dans laquelle il fermne le passage mais étant agencé pour se déplacer en opposition au ressort jusque dans une position d'ouverture lorsque la

pression dans le passage augmente.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en

évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non

limitatif, en référence aux dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un système d'alimentation en carburant connu dans un moteur diesel à injection indirecte et à turbocompresseur; - la figure 2 est une vue semblable à la figure 1 mais modifiée conformément à la présente invention;

- la figure 3 est une vue en coupe schématique d'un mode de réalisa-

tion d'une unité de commande conforme à l'invention; - la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 et montrant une seconde réalisation; - la figure 5 est une représentation graphique de l'avance à l'in- jection pour un petit moteur diesel rapide à injection indirecte en fonction de la vitesse de rotation en tours

par seconde en abscisses et, en ordonnées, de la sur-

pression moyenne de combustion par rapport à l'atmos-

phère, en bars.

La figure i représente schématiquement l'agencement général d'un système d'injection de carburant connu du typedistributeur. Le système se compose essentiellement d'un arbre d'entraînement 11 qui actionne une pompe 12 du type à palettes et un distributeur de carburant 13 à plongeur à

haute pression. Le distributeur 13 comporte une série d'orifices de sor-

tie 14, à raison d'un pour chaque cylindre du moteur (non représenté), et un dispositif de réglage du débit d'injection se présentant sous-la forme d'un piston 15 agissant en opposition à un ressort 16. Les orifices de sortie 14 sont reliés aux injecteurs de carburant des cylindres (non

représentés) par l'intermédiaire de conduites à haute pression.

En fonctionnement, du carburant est fourni en 17 à partir du réser-

voir de carburant, habituellement à partir d'une pompe aspirante à basse pression, et il parvient à la pompe à moyenne pression 12. A l'intérieur de la pompe 12, la pression est augmentée jusqu'à une pression intermédiaire et le carburant parvient par l'intermédiaire d'une conduite 18 à une valve d'arrêt 19 de carburant contenant un plongeur repoussé par un ressort et qui détermine la pression à la sortie de la pompe 12. L'excès de carburant

revient par l'intermédiaire d'une conduite 21 à l'alimentation en carbu-

rant 17. Le carburant à pression contrôlée parvient par l'intermédiaire d'un conduit 22 à un distributeur de commande de carburant 23 et également

par l'intermédiaire d'un conduit 24 au piston de réglage du début d'injec-

tion. Tout le carburant de lubrification et de fuite provenant de l'inté-

rieur du carter de la pompe est renvoyé à l'alimentation en carburant 17 par l'intermédiaire d'un conduit 25. Du fait que le débit volumétrique de la pompe à moyennepression 12 augmente avec la vitesse du moteur, la pression existant à l'aval de la valve d'arrêt 19 a tendance à croître à un degré qui est fonction du ressort et des caractéristiques de décharge à l'intérieur de la vale d'arrêt 19. Cette augmentation de pression est utilisée pour commander l'avance du point d'injection en fonction de la vitesse au moyen de la pression intermédiaire agissant sur une face du piston 15, qui se déplace en opposition au ressort 16. La position prise par le ressort 15 en résultat des deux forces antagonistes détermine la position angulaire de la came annulaire de la pompe pour un type connu de pompe ou bien la position angulaire des touchaux de cames pour un autre type. Le résultat final consiste en une variation de l'angle d'amorcage de

l'injection de carburant.

La commande de la quantité injectée par cycle est effectuée au moyen du distributeur de commande 23. Les détails de construction sont fonction de la conception particulière de la pompe mais cependant, le deplacement du distributeur de commande 23 détermine la quantité de carburant retenue par

le ou les plongeurs d'injection à haute pression.

La position du distributeur de commande 23 est réglée au moyen d'une timonerie 26 aboutissant à un levier 27 qui comporte un pivot fixe 28. Une tige de commande 29 est reliée au levier 27 par un ressort 31 et elle est déplacée par une pédale actionnée par le conducteur ou bien par la tige de sortie 32 d'un régulateur 33. Le ressort 31 ramène le système dans la condition de ralenti lorsque la tige de commande 29 est libérée. Le débit

de carburant au ralenti est réglé au moyen d'une butée de réglage 34.

Le régulateur 33 est entraîné par une tige 35 qui est accouplée à l'arbre 11 de la pompe et il comporte des masselottes 36 s'appuyant d'une

manière classique sur un coulisseau 37. La tige de sortie 32 du coulis-

seau 37 s'appuie contre le levier 27 et la force de commande des masse-

lottes 36 est exercée par le ressort 31 par l'intermédiaire du levier 27 et du coulisseau 37. La force exercée par le ressort 31 est déterminée par la charge de commande appliquée en 29, qui est commandée soit directement, soit indirectement par l'intermédiaire d'un autre levier ou excentrique,

d'une manière connue.

L'extrémité du levier 27 qui est éloignée de son pivot 28 s'appuie sur l'extrémité incurvée 38 d'un autre levier 39 qui comporte un pivot fixe 41. L'extrémité opposée du levier 39 est pourvue d'un système de réglage à vis 42 dont une extrémité 43 vient buter contre une broche 44 qui fait saillie d'un détecteur de suralimentation 45. Dans le détecteur de

suralimentation 45, la pression de suralimentation (collecteur) est appli-

quée en 46 à la face supérieure d'un diaphragme 47 en opposition à un res-

sort 48. En conséquence, la broche 44 se déplace vers l'intérieur et vers l'extérieur d'un degré déterminé par la surface du diaphragme ainsi que par la charge et le tarage du ressort. Lorsqu'il n'y a pas suralimentation, c'est-à-dire lorsque le moteur fonctionne en aspiration naturelle, la broche 44 prend la position indiquée sur la figure 1 et la butée 43 du levier 39 s'applique contre la partie inférieure 48 de la broche 44 qui est pourvue de côtés parallèles, de façon à déterminer la quantité de carburant qui peut être injectée sans suralimentation, la position étant réglée au moyen de la vis d'ajustement 42. En cas de suralimentation, la broche 44 se déplace vers le bas de telle sorte que l'extrémité 43 du levier 27 entre en contact avec une partie inclinée 49 de la broche 44 en permettant au levier 39 de se déplacer plus loin dans le sens des aiguilles d'une montre, en considérant la figure 2, afin de permettre l'injection d'une quantité

supplémentaire de carburant.

La figure 2 montre la manière dont le système de la figure i peut

être modifié conformément à la présente invention.

A la place de la liaison directe entre les conduits désignés par 22 et 24 sur la figure 1, une unité de commande 51 est placée effectivement entre lesdits conduits. Ainsi, l'unité de commande 51 comporte un conduitd'entrée 52 relié au conduit de pression intermédiaire 22 et un conduit de

sortie 53 relié au piston 15, en remplacement du conduit 24 de la figure 1.

En outre, l'unité de commande 51 comporte un conduit de dérivation de carburant 54 revenant à l'alimentation en carburant 17 ainsi qu'une tige de commande 55 qui part de l'unité de commande 51 et qui est reliée a un pivot 56 prévu sur le levier 39. Le pivot 56 remplace le pivot fixe 41 du mode de réalisation de la figure 1 de sorte que le levier 39 peut exécuter

un mouvement de translation.

L'unité de commande 51 fonctionne de la façon suivante. Dans la

condition de non-suralimentation, une augmentation de la demande de carbu-

rant par le conducteur signifie que le levier 27 est déplacé dans le sens des aiguilles d'une montre autour du pivot 28 et que l'extrémité 43 entre

en contact avec la broche 20 quand le levier 39 tourne autour du pivot 56.

L'application d'une plus grande force à la tige de commande 29 signifie que le levier 39 et le pivot 56 se déplacent maintenant vers la gauche en

opposition à la force d'un ressort logé dans l'unité de commande 51.

L'effet immédiat de ce processus consiste à réduire la pression intermé-

diaire ou de transfert arrivant à l'unité de commande 51 par l'intermé-

diaire du conduit 52 en renvoyant du carburant à l'alimentation en carbu-

rant 17 par l'intermédiaire du conduit de dérivation 54. Il en résulte que la pression régnant dans le conduit 53 est réduite temporairement, de telle sorte que la charge s'exercant sur le piston 15 de commande (du début de

l'injection) est réduite et que l'instant de l'injection est retardé.

En conséquence, une brusque demande d'augmentation de l'alimentation en carburant produit immédiatement un retard de l'injection, qui augmente en retour la température et la pression des gaz d'échappement. Cela augmente l'action du turbocompresseur en réduisant au minimum le retard a l'accélération.

L'augmentation de la surpression au turbocompresseur produit égale-

ment un mouvement de descente de la broche 44, avec pour résultat que l'extrémité 43 se déplace le long de la partie inclinée 49. Cela provoque une rotation du levier 39 et de son extrémité incurvée 38 de sorte que le pivot 56 et la tige de commande 55 se déplacent vers l'arrière et que

l'avance à l'injection revient à la normale.

Un mode de réalisation préféré de l'unité de commande 51 est repré-

sente en détail sur la figure 3. L'unité de commande comprend un corps 57 pourvu d'un alésage 58 qui reçoit la tige de commande 55, ainsi qu'un passage d'huile 59. Le passage comporte une entrée 62 qui communique avec le conduit d'entrée 52, une sortie 63 qui communique avec le conduit de sortie 53 et une sortie de dérivation 64 qui communique avec le conduit de

dérivation 54.

La tige de commande 55 est poussée jusque dans la position représen-

tée par des lignes en traits interrompus au moyen d'un ressort 65 situé dans l'alésage 58. En conséquence, dans des conditions normales, cela

provoque la fermeture du passage 59 et, par conséquent, la pression inter-

médiaire provenant du conduit 52 est transmise par l'intermédiaire de l'entrée 62 et d'un étranglement 66 à la sortie 63 et, par l'intermédiaire

du conduit 53, au piston 15.

Cependant, lorsque la tige de commande 55 est déplacée vers la gauche, sur la figure 3, sous l'action du conducteur qui demande une brusque augmentation de l'alimentation en carburant, elle prend la position indiquée en traits pleins sur la figure 3. Il en résulte qu'un passage 67 ménage dans la tige de commande 55 débouche dans le passage 59 et que du carburant s'écoule par l'intermédiaire de la sortie de dérivation 64 et du conduit de dérivation 54 jusqu'à l'alimentation en carburant 17. Comme indiqué ci-dessus, cela réduit la pression s'exerçant sur le piston 15 et

retarde ainsi le début d'injection.

Pour améliorer la vitesse à laquelle la pression baisse à la sor-

tie 63, et par conséquent sur le piston 15 de commande de distribution d'injection, en produisant une variation rapide du début d'injection lorsque cela est nécessaire, un piston 68 commandé par un ressort 69 à faible tarage et s'appuyant normalement sur un saillie 71, est logé dans un alésage 72 de façon à fermer le passage 59. Le piston 68 est déplacé vers la droite lorsque la pression dans le passage 59 augmente brusquement et il contribue à réduire les pressions existantes. Le carburant emprisonné en arrière du piston 68 empêche normalement son déplacement rapide mais cela

est évité au moyen d'un percage 73 aboutissant à un autre piston 74 légère-

ment chargé par un ressort 75 et qui se déplace vers la gauche de façon à

absorber temporairement le carburant déplacé par le mouvement du piston 68.

Le piston 68 est disposé de façon à être placé avec un certain jeu dans son alésage 72, ou bien il est pourvu d'un petit trou ou d'une petite rainure de dérivation avec pour résultat que, après le déplacement initial engendré par l'arrivée de l'onde de pression, la fuite produit un déplacement du piston 68 vers l'arrière et vers la gauche à une vitesse contrôlée, le piston s'appuyant finalement contre la saillie 71 pour arrêter l'écoulement de dérivation. Quand cela se produit, la pression à la sortie 63 augmente, en produisant une avance de l'injection jusqu'à sa valeur normale en régime stable. En conséquence, le début d'injection est brusquement retardée puis elle revient lentement jusqu'à sa condition normale de régime stable à une

vitesse qui est fonction d'un débit de fuite prédéterminé.

Comme cela a été mentionné brièvement ci-dessus, l'augmentation de température et de pression dans les cylindres du moteur par suite du retard du début d'injection et de l'ouverture des soupapes d'échappement fait en sorte qu'une quantité d'énergie de gaz d'échappement supérieure à la valeur usuelle augmente le degré d'accélération du rotor du turbocompresseur. En conséquence, la suralimentation nécessaire pour produire l'augmentation de couple demandée pour le moteur est atteinte plus rapidement que ce qui se produirait autrement. Sous l'effet de l'augmentation de la suralimentation, la broche 44 se déplace sous l'influence du diaphragme 47 en permettant à l'extrémité 43 du levier 39 de se déplacer vers la droite, en considérant la figure 2. Cela réduit la charge exercée sur le pivot 56 qui se déplace alors vers la droite sous l'influence du ressort 65 agissant sur la tige de commande 55. Lorsque la tige de commande 55 est arrivée dans la position représentée par une ligne en traits interrompus, le passage 67 qui s'est

déplacé dans l'alésage 58, arrête tout écoulement de carburant sous pres-

sion vers le passage 59. En conséquence, la pression à la sortie 63 augmente et reste à la valeur normale de la pression intermédiaire ou de transfert. La figure 4 représente un autre agencement que celui indiqué sur la figure 3. Les composants semblables ont été désignés par des références numériques semblables. La différence principale consiste en ce que, alors

que l'agencement représenté sur la figure 3 est utilisable avec un indica-

teur de niveau de suralimentation 45 agissant indirectement et dans lequel la broche en saillie 44 agit avec ses parties parallèles et inclinées comme une butée principale d'injection maximale de carburant, l'agencement représenté sur la figure 4 correspond au cas o le détecteur de niveau de

suralimentation agit directement sur la commande de pompe.

Dans ce cas, la broche mobile de l'indicateur de suralimentation (non représenté) fait partie d'un plongeur principal 81 qui se déplace vers la gauche, en considérant le dessin, à mesure que le niveau de suralimentation

augmente. Cela permet à la butée d'injection maximale de la pompe à carbu-

rant de fournir plus de carburant à mesure que la suralimentation augmente.

Quand il n'y a pas suralimentation, le plongeur principal 81 est placé à droite et un plongeur intérieur secondaire 82 est poussé vers la droite par un ressort de commande 83, lorsqu'il forme la butée d'injection maximale de carburant en admission naturelle. Si maintenant la commande de carburant est déplacée vers la gauche avec une force suffisante pour vaincre la force de réaction du ressort 83, le plongeur intérieur 82 est poussé jusque dans

la position représentée par des lignes en traits interrompus o un passa-

ge 84 ménagé dans le plongeur intérieur 82 coïncide avec des passages 85 ménagés dans le plongeur principal 81, de sorte que le carburant à la

pression de transfert arrivant à l'entrée 62 est déchargé par l'intermé-

diaire du passage 59 jusqu'à l'orifice de dérivation 64 et ensuite jusqu'à l'alimentation en carburant 17. Les pistons 68 et 74 produisant le retard

fonctionnent comme dans le mode de réalisation de la figure 3.

Lorsque la pression de suralimentation augmente, le plongeur princi-

pal 81 se déplace vers la gauche en réduisant la charge exercée sur le ressort 85 jusqu'à ce que le plongeur intérieur 82 ferme les passages 84, et, à ce moment, l'avance à l'injection de carburant est revenue à sa

condition normale de stabilité de charge et de vitesse.

La figure 5 représente un diagramme typique de distribution ou d'avance à l'injection correspondant à un petit moteur diesel rapide à injection indirecte pour automobile. La courbe A représente le couple maximal (pleine charge) disponible avec un turbocompresseur adapté en correspondance dans des conditions normales de régime stable. Le diagramme donne la pression moyenne efficace maximale disponible à la sortie pour chaque vitesse après des processus transitoires dus à un changement de vitesse et/ou de charge et après qu'un régime de fonctionnement stable a été établi. La forme réelle de cette courbe est en relation avec les

caractéristiques du turbocompresseur, ses dimensions et la section annu-

laire de la buse d'entrée qui ont été réglées pendant les essais d'adap-

tation expérimentaux, les caractéristiques propres d'admission du moteur, c'est-A-dire son rendement volumétrique dans les conditions régnant dans le collecteur d'admission dans la plage de vitesses du moteur, le débit

d'injection de carburant sélectionné et la quantité d'injection de carbu-

rant permise au maximum, qui est le plus souvent réglé par l'apparition de

fumée à l'échappement.

Les courbes en traits pleins inclinées vers le haut, désignées par

4 , 6 , etc., dans des blocs rectangulaires, correspondent au début opti-

misé de l'injection de carburant des phases d'injection, cela ayant été déterminé expérimentalement en opérant à un régime stable pour différentes

charges et vitesses, intégré dans l'avance automatique standard de pompe.

Ainsi, à titre d'exemple, pour 6 bars et 22 tr/s, on obtient une avance a l'injection de 4 E (par rapport au point mort haut) qui doit être augmentée pour la même charge jusqu'à 10 E pour 55 tr/s. Cela est dû en majeure

partie au fait que le retard à l'allumage de la combustion est approxima-

tivement constant dans le temps mais que, lorsque la vitesse augmente, la durée du retard occupe plus de degrés de rotation du vilebrequin. Ainsi, pour que la combustion soit amorcée approximativement dans une position donnée du vilebrequin, le début d'injection doit être avance. De façon analogue, un certain réglage de l'avance à l'injection s'avère nécessaire

lorsque la charge est augmentée & vitesse constante.

Les courbes en traits interrompus désignées par 2 E, 4 E, etc. dans des cercles, correspondent au départ typique de la caractéristique de l'avance à l'injection qui serait nécessaire dans un système conforme à l'invention pendant les accélérations transitoires. L'écart entre la base des courbes en traits interrompus et les courbes en traits pleins se produit lorsque la butée d'injection maximale de carburant en admission

naturelle est atteinte, c'est-à-dire lorsque la butée 43 prévue à l'extra-

mité supérieure du levier 39 rejoint la partie inférieure parallèle de la broche 44. Si une courbe était tracée pour relier les points de départ entre les courbes en traits interrompus et les courbes en traits pleins, elle correspondrait à la caractéristique donnant le couple à pleine charge

en admission naturelle en fonction de la vitesse.

Si une augmentation de l'alimentation en carburant dépassant le niveau correspondant à l'admission naturelle est brusquement demandée par le conducteur, le pivot 55, sollicité par ressort du levier 39 se déplace vers la gauche en faisant en sorte que l'unité de commande 51 entre en action. Il en résulte que la baisse de la pression de commande dans le

conduit 53 produit un retard du début d'injection qui suit ensuite prati-

quement les courbes en traits interrompus à mesure que la suralimentation et la vitesse du moteur augmentent. Lorsque la pression de suralimentation désirée est atteinte, le levier 39, qui peut alors se déplacer vers la droite lorsque la butée 43 déplace vers le bas la surface inclinée 49 prévue sur la broche 44 de l'unité de détection de suralimentation, sous l'effet d'une augmentation de la pression de suralimentation imputable à

une augmentation de vitesse du turbocompresseur, réduit la charge s'exer-

cant sur le pivot 56 en permettant à l'unité de commande 51 de revenir dans sa position de coupure. En variante, si l'accélération est maintenue pendant une longue période, la valve de retard 68 prévue dans l'unité de commande 51 se ferme. Dans chaque cas, l'avance à l'injection est alors ramenée à celle indiquée par les courbes en traits pleins lorsque les pressions de commande du système sont ramenées à leurs valeurs de régime

stable.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de

l'esprit de l'invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1.- Système d'alimentation en carburant pour un moteur à combustion interne à turbocompresseur, qui comprend une pompe à carburant (12) agencée

pour pressuriser du carburant à une pression intermédiaire et pour trans-

mettre le carburant à un distributeur de carburant (13) par l'intermédiaire d'une valve de commande (23), le distributeur de carburant (13) étant

agencé pour fournir une quantité prédéterminée de carburant séquentielle-

ment à des injecteurs individuels associés à chaque cylindre, caractérisé

en ce que la pression intermédiaire est appliquée à une unité de comman-

de (51) et est transmise de l'unité de commande à un dispositif (15) de

commande de l'instant de débit d'injection de carburant, de façon à retar-

der l'injection de carburant pendant une période spécifique lorsque le moteur est soumis à une demande d'augmentation de son alimentation en carburant.

2.- Système d'alimentation en carburant pour un moteur diésel à turbocompresseur, qui comprend une pompe à carburant (12) agencée pour débiter du carburant à une pression intermédiaire par l'intermédiaire d'une valve de commande (23) dans un distributeur de fluide à haute pression (13), le distributeur (13) étant agencé pour fournir une quantité prédéterminée de carburant séquentiellement à des injecteurs individuels associés à chaque cylindre, caractérisé en ce que le système comprend en outre un dispositif de commande de l'instant de début d'injection agencé pour régler le début de l'injection de carburant et une unité de commande (51) agencée pour fournir la pression intermédiaire de carburant au dispositif (15) de

commande du début d'injection dans des conditions de fonctionnement nor-

males du moteur et pour réduire la pression intermédiaire de carburant pendant une période prédéterminée lorsque le moteur est soumis à une demande d'augmentation de son alimentation en carburant, en réduisant ainsi

la pression transmise au dispositif (15) de commande de début de l'injec-

tion qui retarde à son tour l'instant de début de l'injection de carburant.

3.- Système selon la revendication 1 ou la revendication 2, caracté-

risé en ce que le distributeur de carburant (13) est du type à plongeur, dont l'instant de début de l'injection est déterminé par la position d'un système à cames et dans lequel le dispositif (15) de commande de début d'injection comprend un piston agencé pour déplacer le système à cames en opposition à la force d'un ressort en fonction de la pression transmise au

piston à partir de l'unité de commande (51).

4.- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce que l'unité de commande (51) comprend un passage de carburant comportant une entrée (62) reliée à la sortie de pression moyenne de la pompe à carburant, une sortie (63) reliée au dispositif de commande de début d'injection, une sortie de dérivation (64) et un organe de val- ve (55) mobile entre une position de fermeture normale dans laquelle il

isole la sortie de dérivation (64) de l'entrée (62) et une position d'ou-

verture dans laquelle l'entrée (62) et la sortie de dérivation (64) sont

placées en communication.

5.- Système selon la revendication 4, caractérisé par une unité (45) de détecteur de pression de suralimentation par turbocompresseur, qui

comporte une tige (44) mobile en fonction de la pression de suralimenta-

tion, de façon que le déplacement de la tige (44) engendré lors d'une

augmentation de la pression de suralimentation après une demande d'augmen-

tation de l'alimentation en carburant, provoque le déplacement de l'organe

de valve (55), de la position d'ouverture à la position de fermeture.

6.- Système selon la revendication 5, caractérisé par un levier (39)

monté de façon pivotante sur l'organe de valve (55) et un organe d'ac-

_tionnement (27) relié à la commande d'accélérateur du moteur et agencé pour agir sur le levier (39) de façon A repousser l'organe de valve (55) vers la position d'ouverture lors d'une demande d'augmentation de l'alimentation en carburant tandis que la tige (44) de l'unité de détecteur de pression de suralimentation est agencée pour agir sur le levier de façon à ramener l'organe de valve dans la position de fermeture lorsque la pression de

suralimentation augmente ensuite.

7.- Système selon la revendication 5, caractérisé par un organe d'actionnement (27) relié à la commande d'accélérateur du moteur et dans lequel l'organe de valve comprend un plongeur principal (81) et un plongeur secondaire (82) coopérant avec le plongeur principal (81) pour définir les positions d'ouverture et de fermeture, l'organe d'actionnement (27) étant

agencé pour repousser le plongeur secondaire (82) dans la position d'ouver-

ture lors d'une demande d'augmentation de l'alimentation en carburant tandis que la tige de l'unité de détecteur de pression de suralimentation

est agencé pour déplacer le plongeur principal dans la position de ferme-

ture lorsque la pression de suralimentation augmente ensuite.

8.- Système selon l'une quelconque des revendications 4 à 79 caracté-

risé par un piston (68) logé dans un alésage (72) de l'unité de commande et repoussé par un ressort vers une position dans laquelle il ferme le passage mais étant agencé pour se déplacer en opposition au ressort (69) jusque dans une position d'ouverture lorsque la charge exercée sur la commande de

carburant est brutalement augmentée.