FR2768185A1 - Installation d'injection de carburant pour un moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
Installation prenant du carburant d'une chambre basse pression (5) pour alimenter un injecteur (7) par une conduite haute pression (3) à l'aide d'une pompe haute pression (1) et d'une installation de démultiplication hydraulique (13). Celle-ci est prévue entre la pompe (1) et l'injecteur (7). Elle comporte un piston étagé (19) dont les surfaces frontales délimitent chacune une chambre de pression (23, 27) ainsi qu'un canal d'alimentation équipé d'une soupape de pression (45) pour remplir la chambre (27). Le remplissage de la chambre (27) se fait à l'aide d'un canal partant de la première chambre de pression (23).
Description
Etat de la technique La présente invention concerne une installation
d'injection de carburant pour des moteurs à combustion in-
terne comprenant une pompe à haute pression prenant le carbu-
rant d'une chambre basse pression (5) pour alimenter un injecteur par une conduite haute pression et une installation de démultiplication hydraulique montée entre la pompe haute pression et l'injecteur et comprenant un piston coulissant dans un perçage, les surfaces frontales du piston délimitant chacune une chambre de pression, la première surface frontale la plus grande délimitant une première chambre de pression reliée à la conduite haute pression du côté de la pompe et la seconde surface frontale, plus petite, opposée, délimitant
une seconde chambre de pression reliée à la partie de la con-
duite haute pression allant à l'injecteur, ainsi qu'un canal d'alimentation équipé d'une soupape de pression pour remplir
en carburant la seconde chambre de pression.
Dans une telle installation d'injection de carbu-
rant connue selon le document DE 41 18 237 Al, le carburant est transféré d'une chambre basse pression par une conduite haute pression à l'injecteur par l'intermédiaire d'une pompe à haute pression. Pour augmenter la pression au niveau de l'injecteur de carburant, il est prévu une installation de démultiplication hydraulique entre la pompe haute pression et
l'injecteur de carburant. Cette installation de démultiplica-
tion hydraulique comporte un piston étagé coulissant dans un perçage et dont les surfaces frontales délimitent chaque fois une chambre de pression; la première surface frontale, la plus grande délimite une première chambre de pression du côté
de la pompe et la seconde surface frontale, plus petite déli- mite une chambre de pression du côté de l'injection. La dé-
multiplication hydraulique de la pression au niveau de l'installation de démultiplication dépend ainsi du rapport des surfaces frontales du piston de la pompe délimitant les35 chambres de pression; l'actionnement du piston étagé se fait par l'alimentation de carburant à haute pression arrivant sur
la surface frontale la plus grande du piston.
Le remplissage de la chambre de pression du côté de l'injection, au niveau de la petite surface frontale du piston étagé de l'installation de démultiplication se fait à
travers un dispositif de soupape à partir du circuit de car-
burant de l'installation d'injection. Le mouvement de rappel du piston étagé est également assuré de manière hydraulique par le circuit de carburant et par un dispositif de soupape correspondant équipant une conduite d'alimentation dans la
chambre de rappel.
L'installation d'injection de carburant connue, pour un moteur à combustion interne, présente l'inconvénient de nécessiter un grand nombre de soupapes de réglage et
d'avoir ainsi une construction compliquée. De plus, l'instal-
lation d'injection de carburant, connue est très encombrante à cause de la commande compliquée des soupapes et cette place n'est généralement pas disponible au niveau des moteurs à
combustion interne actuels.
Un autre inconvénient de l'installation de démul-
tiplication de l'installation d'injection de carburant connue est le grand volume à refouler dans la chambre de rappel qui détériore considérablement le rendement de l'installation de démultiplication. Avantages de l'invention La présente invention a pour but de développer
une installation d'injection de carburant remédiant aux in-
convénients des solutions connues. A cet effet l'invention
concerne une installation du type défini ci-dessus, caracte-
risée en ce que le canal d'alimentation débouchant dans la seconde chambre de pression est issu de la première chambre
de pression.
L'installation d'injection de carburant selon l'invention offre l'avantage vis-à-vis de l'art antérieur de pouvoir augmenter la pression d'injection au niveau de
l'injecteur et d'améliorer le rendement hydraulique, c'est-à-
dire le rapport entre l'énergie d'injection et le travail
fourni à l'ensemble de l'installation d'injection, sans pra-
tiquement augmenter l'encombrement par rapport à des systèmes d'injection sans installation de démultiplication. En outre, l'installation d'injection de carburant selon l'invention présente vis-à- vis des installations d'injection connues équipées d'une installation de démultiplication, l'avantage de nécessiter une mise en oeuvre de moyens de construction et de montage beaucoup plus faibles grâce à la construction plus simple. Cela est rendu possible en particulier du fait que le remplissage de la seconde chambre de pression, c'est-à-dire celle du côté de l'injecteur, se fait à partir de la zone haute pression entre la pompe à haute pression et l'installation de démultiplication. On supprime ainsi une conduite d'alimentation supplémentaire à partir de la zone
basse pression.
Il est particulièrement avantageux que le rem- plissage de la chambre de pression du côté de l'injection se fasse par l'intermédiaire d'une soupape de remplissage prévue comme soupape de pression dans la conduite de liaison ou la
conduite d'alimentation entre la conduite haute pression et la chambre de pression en parallèle au piston étagé. La con- duite d'alimentation qui remplit la chambre de pression du20 côté de l'injecteur peut être une conduite de dérivation.
Cette réalisation comme conduite de dérivation offre l'avantage de permettre de réaliser le piston étagé en deux parties ce qui simplifie la fabrication de l'installation de
démultiplication. Une telle conduite de dérivation de préfé-
rence en parallèle au piston étagé ne présente aucune diffi-
culté de fonctionnement et peut en outre se fabriquer sans
tolérance stricte.
Une autre possibilité pour la conduite d'alimen-
tation est de réaliser celle-ci directement comme perçage
traversant le piston étagé ce qui présente l'avantage de ré- duire les dimensions de l'installation de démultiplication.
Cela permet d'équiper en seconde monte des installations de démultiplication dans des conduites de carburant existant de systèmes d'injection connus comme par exemple des pompes dis-35 tributrices, des systèmes pompe-conduite-buse ou les systèmes à rail commun. La soupape de remplissage montée dans la con- duite d'alimentation est alors réalisée comme soupape de
pression de préférence comme soupape antiretour dont la pres-
sion d'ouverture se règle par le ressort appliqué à la sou-
pape. Le piston étagé de l'installation de démultiplication présente une surface de glissement aussi longue que possible dans le perçage de guidage si bien que de façon avantageuse, très peu de carburant peut passer entre les chambres de pres-
sion par le jeu entre le piston étagé et son perçage de gui-
dage; ainsi, l'installation de démultiplication ne présente
que très peu de perte par fuite. Le rapport de démultiplica-
tion au niveau du piston étagé correspond de préférence au rapport entre la grande surface frontale et la petite surface
frontale soit de 1 à 3 et en particulier des rapports de dé-
multiplication compris entre 1,5 et 2,2 sont particulièrement
appropriés car alors le rendement hydraulique augmente consi-
dérablement sans nécessiter une augmentation importante du
débit de la pompe à haute pression.
Sur le plan de l'énergie, cette augmentation du rendement a une signification plus importante qu'une simple
augmentation de pression au niveau de l'injecteur, car la ré-
duction de l'énergie d'entraînement diminue également la
charge thermique de la pompe et ainsi la tendance à l'usure.
Cela permet de réaliser des jeux plus réguliers entre le pis-
ton ou les arbres distributeurs et leurs douilles de sorte
que cette fuite plus réduite augmente d'autant le rendement.
Un autre avantage est lié à l'intégration du fil-
tre tige dans le canal d'alimentation de la chambre de pres-
sion du côté de l'injection, car alors le volume mort dans la
zone haute pression du côté de l'injection est de nouveau di-
minué.
Le volume refoulé par la surface frontale annu-
laire du piston au niveau de la chambre du ressort du piston étagé est déchargé de façon avantageuse de préférence en pression antagoniste dans le circuit basse pression de sorte
que les pertes hydrauliques de l'installation de démultipli-
cation sont réduites au minimum.
Pour garantir le fonctionnement, il est en outre prévu un point d'étranglement dans la conduite d'alimentation de la chambre de pression du côté de l'injection, ce point d'étranglement étant suffisamment grand pour permettre un
nouveau remplissage par le mouvement de retour du piston éta-
gé; le point d'étranglement est suffisamment petit pour qu'à la course de démultiplication de pression exécutée par le piston étagé, cela permet de créer une différence de pression fermant rapidement la soupape antiretour. Ce point d'étran- glement séparé peut être supprimé si en amont de la soupape antiretour, on monte un filtre tige dont les intervalles sont
tels qu'ils assurent l'étranglement requis.
Le rappel du piston étagé de l'installation de démultiplication s'effectue avantageusement par un ressort de rappel de sorte que ce mouvement ne nécessite aucune force de rappel hydraulique supplémentaire. Cela évite également toute conduite de commande et soupape de commande supplémentaire simplifiant d'autant plus la construction de l'installation
de démultiplication.
Un autre mode de réalisation avantageux de
l'installation d'injection selon l'invention consiste à mon-
ter le piston étagé dans une chemise de guidage logée elle
même dans un manchon tubulaire. La chemise de guidage pré-
sente des fentes longitudinales traversées par un élément de liaison de préférence une pince et agissant radialement sur l'épaulement du piston étagé. Le ressort de rappel du piston
étagé agit radialement à l'extérieur de la chemise de gui-
dage, ce ressort étant guidé dans un volume annulaire entre
la chemise de guidage et la paroi intérieure du manchon tubu-
laire. Cette disposition du ressort offre un grand diamètre d'enroulement pour le ressort de rappel, c'est-à-dire une course de ressort importante. De plus, les pièces de l'installation de démultiplication peuvent ainsi se fabriquer
de manière simple comme des pièces ayant une symétrie de ro-
tation ce qui réduit le coût de fabrication et d'encombrement nécessaire. Le canal de dérivation est intégré avantageuse- ment dans la chemise de guidage et la soupape de pression s'ouvrant en direction de la chambre de pression du côté de
l'injecteur est précédée par un point d'étranglement.
Le canal de dérivation est un simple perçage lon- gitudinal dans la chemise de guidage; il débouche par une extension du perçage de guidage recevant le piston étagé dans
la chemise de guidage, dans les chambres de pression respec- tives. Le piston étagé peut être réalisé en une seule pièce comme dans l'exemple de réalisation représenté; pour des5 raisons de simplicité de fabrication, il est plus avantageux de réaliser le piston étagé en deux parties ce qui est possi-
ble de façon analogue, sans modification pour la construction représentée. Un autre avantage de l'installation d'injection de carburant selon l'invention réside dans le rapprochement maximum de l'installation de démultiplication à l'injecteur de sorte que la zone dans laquelle règnent des pressions de carburant très élevées se limite à une longueur de conduite très réduite dans laquelle il faut effectivement de telles15 pressions élevées. Cela diminue le volume mort de la zone d'injection à haute pression et ainsi les pertes de travail
hydraulique. Du reste, la zone de la conduite de carburant du côté de la pompe est à une pression réduite de sorte que les composants dans cette zone sont moins sollicités et ainsi ils20 peuvent être dimensionnés plus faiblement pour une même durée de vie importante.
Les installations de démultiplication des diffé-
rents injecteurs de carburant peuvent être reliées et la liaison avec la pompe haute pression de carburant peut se
faire par une conduite commune.
Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: * la soupape de pression du canal d'alimentation est branchée
en parallèle sur le piston étagé de l'installation de dé-
multiplication hydraulique,
* le canal d'alimentation est un canal de dérivation contour-
nant le piston étagé, * le canal d'alimentation est monté en parallèle au piston étagé, * le canal d'alimentation est formé par un premier perçage transversal partant de la première chambre de pression et par un second perçage transversal partant de la seconde
chambre de pression ainsi qu'un perçage longitudinal re-
liant ces deux perçages transversaux, ce perçage longitudi-
nal étant de préférence d'axe parallèle au perçage recevant le piston étagé, * le canal d'alimentation est formé par un perçage traversant dans le piston étagé et la soupape de pression qui ferme le
canal d'alimentation est logée à l'intérieur du piston éta-
gé, * la soupape de pression est constituée par une soupape d'arrêt s'ouvrant en direction de la seconde chambre de pression et dont la pression d'ouverture est inférieure à la pression résiduelle dans la conduite haute pression, * le piston étagé est guidé en coulissement de façon étanche
dans le perçage du corps d'une installation de démultipli-
cation, * le rapport de démultiplication du piston étagé correspond au rapport de la plus grande surface frontale et la plus petite surface frontale du piston, et à une valeur comprise
entre 1 et 3, de préférence entre 1,5 et 2,2.
* un filtre à carburant de préférence un filtre en tige logé
dans le canal d'alimentation.
* une collerette annulaire prévue à la jonction des sections du piston étagé, cette collerette formant par sa surface frontale annulaire tournée vers la partie de piston de plus grand diamètre Dl, une surface d'appui qui coopère avec un
épaulement du perçage et dont l'autre surface frontale an-
nulaire tournée vers le côté du piston D2 de plus petit diamètre, délimite une chambre à ressort dans le perçage,
* un ressort de rappel qui entoure le piston étagé de préfé-
rence coaxialement est serré dans la chambre à ressort et ce ressort s'appuie contre un appui fixe pour solliciter le
piston étagé au niveau de sa surface frontale annulaire si-
tuée du côté de la chambre à ressort, dans la direction de
l'épaulement du perçage, et en fonction de la pression ré-
siduelle dans la conduite à haute pression, les surfaces frontales de piston et de la pression d'ouverture de la soupape de pression dans le canal d'alimentation, il pousse le piston étagé contre sa butéedu côté de la pompe entre des injections,
À la surface d'appui fixe du ressort est prévue sur un man-
chon logé dans le perçage,
* au moins une conduite de décharge, relie la chambre à res-
sort à la chambre basse pression, * le piston étagé est guidé de manière coulissante dans un perçage de guidage d'une chemise de guidage elle même logée dans un manchon tubulaire, * un volume annulaire est formé entre la chemise de guidage
et la paroi intérieure du manchon tubulaire, ce volume re-
cevant un ressort de rappel, pour le piston étagé, * le ressort de rappel s'appuie par sa surface située du côté de la petite surface frontale du piston étagé contre une butée fixe et par sa surface frontale opposée, tournée vers la grande surface frontale du piston, le ressort agit sur un élément de liaison et ce dernier traverse radialement la chemise de guidage par les fentes longitudinales et l'applique contre un épaulement du piston étagé, ò l'élément de liaison est une pince en forme de U, * le canal d'alimentation remplissant la chambre de pression
du côté de l'injecteur est réalisé sous la forme d'un per-
çage longitudinal dans la chemise de guidage, radialement à l'extérieur du perçage de guidage et qui débouche au niveau
des surfaces frontales de la chemise de guidage par des ex-
tensions de diamètre du perçage de guidage dans les cham-
bres de pression,
* la chemise de guidage est serrée axialement contre un épau-
lement du manchon tubulaire par un ajutage vissé dans le manchon tubulaire, * la chambre de pression du côté de la pompe est prévue dans la partie du manchon tubulaire adjacent à la chemise de guidage et la chambre de pression du côté de l'injection se trouve à l'intérieur de l'ajutage, * une soupape d'arrêt s'ouvrant en direction de la chambre de pression du côté de l'injection est prévue dans le perçage longitudinal, et un point d'étranglement, est en amont de
cette soupape d'arrêt dans la direction de l'écoulement.
* l'installation de démultiplication hydraulique est prévue à
proximité de l'injecteur.
Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide de trois exemples de réalisation d'une installation d'injection de carburant pour des moteurs à combustion in-5 terne, représentée dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un premier exemple de réalisation d'une
installation d'injection de carburant dans laquelle la con-
duite d'alimentation de la chambre de pression du côté de
l'injecteur est réalisée par un perçage traversant du pis-
ton étagé de l'installation de démultiplication, - les figures 2A et 2B montrent deux vues d'un second exemple de réalisation, la conduite d'alimentation de la chambre de pression du côté de l'injecteur étant formée par un canal de dérivation parallèle au piston étagé,
- les figures 3A et 3B montrent un troisième exemple de réa-
lisation avec deux positions pour le piston étagé, la con-
duite d'alimentation étant réalisée dans la chemise de guidage recevant le piston étagé, cette chemise étant elle même placée dans un manchon tubulaire et, - la figure 4 est une vue de détail de la pince reliant le ressort de rappel et le piston étagé du troisième exemple
de réalisation.
Description des exemples de réalisation
L'installation d'injection de carburant selon la figure 1 pour les moteurs à combustion interne comprend une
pompe haute pression 1 qui fournit le carburant par une con-
duite haute pression 3 à partir d'une chambre basse pression de préférence un réservoir de carburant à un injecteur 7. Pour commander l'alimentation de carburant à haute pression
de l'injecteur 7, il est prévu dans les exemples de réalisa-
tion décrits, une soupape de commande 9, de préférence une soupape électromagnétique dans la conduite de dérivation 11 partant de la conduite haute pression 3; cette conduite de dérivation revient comme conduite de retour dans la chambre basse pression 5. En aval de la soupape de commande 9 il est prévu une soupape antiretour 12 s'ouvrant en direction de la chambre basse pression 5; la pression résiduelle restante
dans la conduite de dérivation 11 et la conduite haute pres-
sion 3 se règle par cette soupape antiretour.
La soupape de commande 9 est commutée pour que le carburant fourni par la pompe haute pression 1 alimente l'injecteur 7 lorsque la soupape de commande 9 est fermée
mais que si la soupape de commande 9 est ouverte, le carbu-
rant revient dans la conduite de dérivation 11 dans la cham-
bre basse pression 5 (court-circuit), la soupape antiretour
12 équipant la conduite de dérivation 11 maintenant une cer-
taine pression résiduelle dans le système.
Pour augmenter la pression d'injection au niveau de l'injecteur 7, la conduite haute pression 3 est équipée d'une installation de démultiplication hydraulique 13 entre
la pompe haute pression 1 et l'injecteur 7. Cette installa-
tion de démultiplication hydraulique 13 comporte un piston étagé 19 guidé axialement dans un perçage de guidage 15 d'un corps 17; avec ses surfaces frontales axiales, le piston étagé délimite chaque fois une chambre de pression dans le perçage 15 du corps 17 de l'installation de démultiplication 13. La première surface frontale 21, la plus grande du piston étagé 19 délimite une première chambre de pression 23 par ailleurs reliée à la partie de la conduite haute pression 3
allant à la pompe haute pression 1. La seconde surface fron-
tale 25 du piston étagé 19, la plus petite, délimite une se-
conde chambre de pression 25 dans le corps 17 de l'installation de démultiplication 13; cette seconde chambre de pression est opposée à la première chambre de pression 23 et elle est reliée à une seconde partie de la conduite haute pression 3 allant à l'injecteur 7. Le piston étagé 19 en une seule pièce du premier exemple de réalisation présente au passage de la section entre le grand diamètre Dl et le petit diamètre D2, une collerette annulaire 29 débordant du grand diamètre Dl. Avec sa surface frontale annulaire 31 du côté
opposé à celle de grand diamètre du piston étagé, la colle-
rette annulaire 29 délimite en direction de la seconde cham-
bre de pression 27, une chambre à ressort 33 dont l'autre
extrémité est délimitée par un manchon 35 pressé dans le per-
çage 15 du corps 17 à partir de l'autre chambre de pression l 27. La surface intérieure du manchon 35 qui guide axialement la partie du piston étagé 19 de petit diamètre D2, définit la seconde chambre de pression 27 du côté de l'injection. La surface frontale annulaire délimitant la chambre à ressort 33 du manchon 35 sert en outre d'appui pour le ressort de rappel
37 serré dans la chambre à ressort 33; ce ressort agit con-
tre la surface frontale annulaire 31 de la collerette annu-
laire 29 du piston étagé 19 et maintient celui-ci avec la collerette annulaire 29 en appui contre un épaulement 39 du
perçage 15 réalisé dans le corps 17. De préférence, deux con-
duites de décharge 41 partent de la chambre à ressort 33 et débouchent dans la chambre basse pression 5. Pour assurer le remplissage en carburant de la seconde chambre de pression 27
du côté de l'injection, le piston étagé 19 comporte un per-
çage traversant 43 allant de la première chambre de pression 23 à la seconde chambre de pression 27. Ce perçage traversant 43 comporte une soupape antiretour 45 servant de soupape de commande de remplissage et dont l'organe d'obturation 49 peut se soulever du siège de soupape 51 contre la force
d'obturation exercée par un ressort de soupape 47 en direc-
tion de la seconde chambre de pression 27. De plus, un filtre à carburant 57 en forme de filtre en tige, est placé dans la zone du perçage traversant 43 du piston étagé 19 du côté de la première chambre de pression 23; les intervalles de ce
filtre sont tels qu'en plus de l'effet de filtrage du carbu-
rant, ce filtre assure également la fonction d'étranglement
nécessaire à la soupape de démultiplication 13.
Le rapport de démultiplication du piston étagé 19
défini par les diamètres Dl, D2 de la première surface fron-
tale 21 et de la seconde surface frontale 25 est compris dans une plage de 1 à 3 et il a de préférence une valeur comprise
entre 1,5 et 2,2.
L'installation d'injection de carburant selon l'invention fonctionne de la manière suivante: Avant le début de l'injection à haute pression
par l'injecteur 7, la seconde chambre de pression 27 est rem-
plie de carburant par la conduite d'alimentation formée par le perçage traversant 43 du piston étagé 19. Ce remplissage de la chambre de pression 27 se poursuit jusqu'à ce qu'entre les chambres de pression 23, 27 reliées, il y a un équilibre des pressions de sorte que le clapet antiretour 45 ferme la conduite d'alimentation. L'injection au niveau de l'injecteur 7 commence lorsque la soupape de commande 9 ferme la conduite de dérivation 11 et que la pompe à haute pression 1 débite
dans la conduite à haute pression vers l'injecteur 7. En con-
séquence, la haute pression du carburant se développe tout d'abord dans la première chambre de pression 23 sur le piston étagé 19 de l'installation de démultiplication hydraulique
13; cette pression déplace alors le piston étagé 19 en di-
rection de la seconde chambre de pression 27 plus petite. Du fait de la différence des surfaces frontales annulaires 21, du piston étagé 19, cela se traduit par une augmentation de la pression régnant dans la seconde chambre de pression 27 par rapport à la pression de carburant établie par la pompe à
haute pression. Cette augmentation de la pression du carbu-
rant est transmise par la seconde partie de la conduite à haute pression 3 à l'injecteur 7 et de là aux orifices d'injection pour injecter dans la chambre de combustion du moteur ainsi alimentée. Le carburant qui se trouve dans la chambre à ressort 33 est refoulé sans pression antagoniste significative, à travers les conduites de décharge 41 et cela ne réduit pratiquement pas le rendement de l'installation de démultiplication 13. La soupape antiretour 45 est maintenue
fermée par la force résultant de l'excédant de la force en-
gendrée par la pression dans la chambre de pression 27 et la
force du ressort de soupape 47 par rapport à la force engen-
drée par la pression dans la chambre de pression 21. La sou-
pape antiretour 45 reste ainsi fermée pendant la course
active du piston étagé 19.
L'injection de carburant à haute pression par l'injecteur 7 se termine lorsque la soupape de commande 9 de la conduite de dérivation 11 s'ouvre de nouveau de sorte que la conduite à haute pression 3 reliée à la chambre basse
pression 5 et la haute pression de carburant 3 dans la con-
duite haute pression 3 et ainsi dans l'installation de démul-
tiplication 13 se détend jusqu'à la pression résiduelle
réglable dans la chambre basse pression 5. Cette pression ré-
siduelle se règle par la soupape antiretour 12 de la conduite de dérivation 11, dans la conduite haute pression 3 par la pression d'ouverture de la soupape antiretour 45; ainsi, la seconde chambre de pression 27 se remplit de nouveau avec du carburant pendant le mouvement de rappel du piston étagé 19 à partir de la première chambre de pression 23 à travers le perçage traversant 43. Le mouvement de rappel du piston étagé
19 est principalement assuré par la force du ressort de rap-
pel 37 qui repousse le piston étagé 19 pour mettre sa colle-
rette annulaire 29 en appui contre l'épaulement 39 du perçage du corps, mettant le piston dans sa position de repos. Le carburant venant de la première chambre de pression 23 est filtré dans son passage vers la seconde chambre de pression
27 par le filtre de carburant 57 en forme de filtre à tige.
Le second exemple de réalisation de l'instal-
lation d'injection de carburant selon l'invention pour les moteurs à combustion interne se distingue du premier exemple
de réalisation uniquement par l'installation de démultiplica-
tion 13 de la conduite à haute pression 3 de sorte que les figures 2 slimitent à la présentation de cette installation de démultiplication 13. La figure 2A montre le second exemple de réalisation de l'installation de démultiplication 13 en
vue en coupe et la figure 2B montre l'installation de démul-
tiplication 13 de la figure 2A tournée de 90 .
L'installation de démultiplication 13 du second
exemple de réalisation se distingue de l'installation de dé-
multiplication 13 du premier exemple de réalisation de la fi-
gure 1 par la disposition de la conduite d'alimentation de la première chambre de pression 23 du côté de la pompe vers la seconde chambre de pression 27 du côté de l'injecteur pour un
piston étagé 19 maintenant réalisé comme piston en deux par-
ties. Ce canal d'alimentation ou de remplissage de la seconde chambre de pression 27 du second exemple de réalisation est en forme de conduite de dérivation réalisée en parallèle au
piston étagé 19 dans le corps 17 de l'installation de démul-
tiplication hydraulique 13. La conduite de dérivation est formée par un premier perçage transversal 59 partant de la première chambre de pression 23 ainsi qu'un second perçage transversal 61 partant de la seconde chambre de pression 27; ces deux perçages sont reliés par un perçage longitudinal 63 passant de préférence parallèlement à l'axe du piston étagé 19. De façon analogue au perçage traversant 43 du piston éta-
gé 19 du premier exemple de réalisation, ce perçage longitu-
dinal 63 comporte une soupape antiretour 45 et un filtre à
carburant 57.
L'installation de démultiplication hydraulique 13 représentée aux figures 2A, 2B fonctionne de la même manière que l'installation de démultiplication 13 de l'installation d'injection de carburant selon l'invention représentée à la figure 1. Le rapport de démultiplication au niveau de l'installation de démultiplication 13 est également défini par le rapport des surfaces frontales 21, 25 du piston étagé 19; ce rapport est également compris dans une plage de 1 à 3
et de préférence une plage de 1,5 à 2,2.
Dans le cas du troisième exemple de réalisation représenté aux figures 3A, 3B, le piston étagé 19 est guidé en coulissement dans une chemise de guidage 67 logée dans un perçage de guidage 65; cette chemise est elle même montée dans un manchon tubulaire 69. Le piston étagé 19 délimite avec sa plus grande surface frontale 21 la première chambre de pression 23 du côté de la pompe; avec sa petite surface
frontale 25, le piston délimite la seconde chambre de pres-
sion 27 du côté de l'injecteur. La première chambre de pres-
sion 23 se situe ainsi dans un segment de diamètre agrandi de
façon correspondante du perçage de guidage 65 et partielle-
ment dans la zone adjacente du manchon tubulaire 69; la se-
conde chambre de pression 27 est prévue dans un perçage traversant de l'ajutage 73 vissé dans le manchon tubulaire 69 du côté de l'injecteur; cet ajutage fixe ainsi la chemise de
guidage 67 axialement contre un épaulement 75 du manchon tu-
bulaire 69. A l'extrémité de l'ajutage 73 opposé au manchon tubulaire 69, selon l'exemple de réalisation, on a vissé un corps de support d'injecteur 77 pour l'injecteur 7; le siège
d'étanchéité se fait par une garniture 79 conique serrée en-
tre le corps 77 de support de l'injecteur et l'ajutage 73
(serrage axial); cette pièce de garniture présente un per-
çage axial traversant.
* En outre, entre la paroi périphérique de la che-
mise de guidage 67 et la paroi intérieure du manchon tubu-
laire 69, il subsiste un volume annulaire 71 recevant dans ce troisième exemple de réalisation, le ressort de rappel 37 du piston étagé 19. Le ressort de rappel 37 s'appuie contre la surface frontale de l'ajutage 73, de manière fixe et par son autre extrémité il sollicite le piston étagé 19 par l'intermédiaire d'une pince 81, en agissant dans la direction
de la chambre de pression 23.
Cette pince 81 en forme de U, représentée de ma-
nière séparée à la figure 4, comporte une fente 83 dont la dimension correspond au petit diamètre du piston étagé 19 ou à une rainure de réception prévue à la jonction des sections
du piston étagé 19. La pince 83 traverse radialement la che-
mise de guidage 67 au niveau de fentes longitudinales non re-
présentées et s'appuie contre le décrochement de diamètre du
piston étagé 19.
La course du piston étagé 19 en direction de la chambre de pression 23 du côté de la pompe est délimitée par un épaulement annulaire 85 à la périphérie de la chemise de guidage 67; le ressort de rappel 37 pousse le piston étagé 19 dans cette position de repos. La course active du piston étagé 19 en direction de la chambre de pression 27 du côté de l'injecteur est limitée par un épaulement 91 du perçage de guidage 65 contre lequel s'appuie le piston étagé 19 avec la pince 81 (figure 3A) Le remplissage de la seconde chambre de pression 27 se fait par une conduite de dérivation ou d'alimentation
partant de la première chambre de pression 23; cette con-
duite est formée par un perçage axial longitudinal 87 dans la chemise de guidage 67. Le passage du carburant se fait alors, suivant la position du piston étagé, directement dans les
chambres de pression 23, 27 délimitées par les surfaces fron-
tales de la chemise de guidage 67 ou par le jeu résiduel en-
tre le piston étagé 19 et les parois des perçages traversant
du manchon tubulaire 69 ou de l'ajutage 73. Le perçage longi-
tudinal 87 comporte une soupape antiretour 45 s'ouvrant en
direction de la chambre de pression 27 du côté de l'injection; un point d'étranglement 89 est prévu en amont de la soupape antiretour 45. 5 Le fonctionnement du troisième exemple de réali- sation est analogue à celui des exemples précédents; la fi-
gure 3A montre la position du piston étagé 19 pendant la course active lorsqu'il atteint la position de fin de course. La figure 3B montre le piston étagé 19 juste avant qu'il n'atteigne sa position de repos; le nouveau rem- plissage de la chambre de pression 27 se fait alors par le
canal d'alimentation suivant le jeu du piston étagé 19 dans le manchon 69, le perçage longitudinal 87 et la soupape anti- retour 45 avant que le piston étagé 19 n'atteigne sa position15 de repos.
Claims (17)
1 ) Installation d'injection de carburant pour des moteurs à combustion interne comprenant une pompe à haute pression (1) prenant le carburant d'une chambre basse pression (5) pour alimenter un injecteur (7) par une conduite haute pression (3) et une installation de démultiplication hydraulique (13) montée entre la pompe haute pression (1) et l'injecteur (7) et comprenant un piston (19) coulissant dans un perçage (15),
les surfaces frontales du piston délimitant chacune une cham-
bre de pression, la première surface frontale (21) la plus
grande délimitant une première chambre de pression (23) re-
liée à la conduite haute pression (3) du côté de la pompe et
la seconde surface frontale (25), plus petite, opposée, déli-
mitant une seconde chambre de pression (27) reliée à la par-
tie de la conduite haute pression (3) allant à l'injecteur, ainsi qu'un canal d'alimentation équipé d'une soupape de pression pour remplir en carburant la seconde chambre de pression (27), caractérisée en ce que le canal d'alimentation débouchant dans la seconde chambre de pression (27) est issu de la première chambre de pression (23).
) Installation d'injection de carburant selon la revendica-
tion 1, caractérisée en ce que la soupape de pression du canal d'alimentation est branchée en parallèle sur le piston étagé (19) de l'installation de
démultiplication hydraulique (13).
3 ) Installation d'injection de carburant selon la revendica-
tion 1, caractérisée en ce que
le canal d'alimentation est un canal de dérivation contour-
nant le piston étagé (19).
4 ) Installation d'injection de carburant selon la revendica-
tion 3, caractérisée en ce que
le canal d'alimentation est monté en parallèle au piston éta-
gé (19).
5 ) Installation d'injection de carburant selon la revendica- tion 4, caractérisée en ce que le canal d'alimentation est formé par un premier perçage transversal (59) partant de la première chambre de pression (23) et par un second perçage transversal (61) partant de la
seconde chambre de pression (27) ainsi qu'un perçage longitu-
dinal (63) reliant ces deux perçages transversaux, ce perçage longitudinal étant de préférence d'axe parallèle au perçage
(15) recevant le piston étagé (19).
) Installation d'injection de carburant selon la revendica-
tion 1, caractérisée en ce que le canal d'alimentation est formé par un perçage traversant (43) dans le piston étagé (19) et la soupape de pression qui
ferme le canal d'alimentation est logée à l'intérieur du pis-
ton étagé (19).
7 ) Installation d'injection de carburant selon la revendica-
tion 1, caractérisée en ce que la soupape de pression est constituée par une soupape d'arrêt (45) s'ouvrant en direction de la seconde chambre de pression (27) et dont la pression d'ouverture est inférieure à la
pression résiduelle dans la conduite haute pression (3).
8 ) Installation d'injection de carburant selon la revendica-
tion 1, caractérisée en ce que
le piston étagé (19) est guidé en coulissement de façon étan-
che dans le perçage (15) du corps (17) d'une installation de
démultiplication (13).
9 ) Installation d'injection de carburant selon la revendica-
tion 1, caractérisée en ce que
le rapport de démultiplication du piston étagé (19) corres-
pond au rapport de la plus grande surface frontale (21) et la plus petite surface frontale (25) du piston, et à une valeur
comprise entre 1 et 3, de préférence entre 1,5 et 2,2.
) Installation d'injection de carburant selon la revendi-
cation 1, caractérisée par un filtre à carburant (57) de préférence un filtre en tige
logé dans le canal d'alimentation.
11 ) Installation d'injection de carburant selon la revendi-
cation 1, caractérisée par
une collerette annulaire (29) prévue à la jonction des sec-
tions du piston étagé (19), cette collerette formant par sa surface frontale annulaire tournée vers la partie de piston de plus grand diamètre Dl, une surface d'appui qui coopère
avec un épaulement (39) du perçage (15) et dont l'autre sur-
face frontale annulaire (31) tournée vers le côté du piston D2 de plus petit diamètre, délimite une chambre à ressort
(33) dans le perçage (15).
12 ) Installation d'injection de carburant selon la revendi-
cation 11, caractérisée en ce qu' un ressort de rappel (37) qui entoure le piston étagé (19) de préférence coaxialement est serré dans la chambre à ressort (33) et ce ressort s'appuie contre un appui fixe pour solli- citer le piston étagé (19) au niveau de sa surface frontale annulaire (31) située du côté de la chambre à ressort, dans35 la direction de l'épaulement (39) du perçage, et en fonction de la pression résiduelle dans la conduite à haute pression (3), les surfaces frontales de piston (21, 25) et de la pres- sion d'ouverture de la soupape de pression dans le canal
d'alimentation, il pousse le piston étagé (19) contre sa bu-
tée (39) du côté de la pompe entre des injections.
13 ) Installation d'injection de carburant selon la revendi-
cation 11, caractérisée en ce que la surface d'appui fixe du ressort est prévue sur un manchon
(35) logé dans le perçage (15).
14 ) Installation d'injection de carburant selon la revendi-
cation 11, caractérisée en ce qu' au moins une conduite de décharge (41) relie la chambre à ressort (33) à la chambre basse pression (5)
) Installation d'injection de carburant selon la revendi-
cation 1, caractérisée en ce que le piston étagé (19) est guidé de manière coulissante dans un
perçage de guidage (65) d'une chemise de guidage (67) elle même logée dans un manchon tubulaire (69).
16 ) Installation d'injection de carburant selon la revendi- cation 15,
caractérisée en ce qu' un volume annulaire (71) est formé entre la chemise de gui-
dage (67) et la paroi intérieure du manchon tubulaire (69), ce volume recevant un ressort de rappel (37) pour le piston étagé (19).
17 ) Installation d'injection de carburant selon la revendi-
cation 16, caractérisée en ce que le ressort de rappel (37) s'appuie par sa surface située du côté de la petite surface frontale (25) du piston étagé (19) contre une butée fixe et par sa surface frontale opposée, tournée vers la grande surface frontale (21) du piston, le ressort agit sur un élément de liaison et ce dernier traverse
radialement la chemise de guidage (67) par les fentes longi-
tudinales et l'applique contre un épaulement du piston étagé (19). 18 ) Installation d'injection de carburant selon la revendi- cation 17, caractérisée en ce que l'élément de liaison est une pince (80) en forme de U.
19 ) Installation d'injection de carburant selon la revendi-
cation 15, caractérisée en ce que le canal d'alimentation remplissant la chambre de pression (27) du côté de l'injecteur est réalisé sous la forme d'un perçage longitudinal (87) dans la chemise de guidage (67), radialement à l'extérieur du perçage de guidage (65) et qui débouche au niveau des surfaces frontales de la chemise de guidage (67) par des extensions de diamètre du perçage de
guidage (65) dans les chambres de pression (23, 27).
) Installation d'injection de carburant selon la revendi-
cation 15, caractérisée en ce que la chemise de guidage (67) est serrée axialement contre un épaulement (75) du manchon tubulaire (69) par un ajutage (73)
vissé dans le manchon tubulaire (69).
21 ) Installation d'injection de carburant selon la revendi-
cation 20, caractérisée en ce que la chambre de pression (23) du côté de la pompe est prévue
dans la partie du manchon tubulaire (69) adjacent à la che-
mise de guidage (67) et la chambre de pression (27) du côté
de l'injection se trouve à l'intérieur de l'ajutage (73).
22 ) Installation d'injection de carburant selon la revendi-
cation 19, caractérisée par une soupape d'arrêt (45) s'ouvrant en direction de la chambre
de pression (27) du côté de l'injection est prévue dans le perçage longitudinal (87), et un point d'étranglement (89) est en amont de cette soupape d'arrêt dans la direction de5 l'écoulement.
23 ) Installation d'injection de carburant selon la revendi-
cation 1, caractérisée en ce que
l'installation de démultiplication hydraulique (13) est pré- vue à proximité de l'injecteur (7).
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE1997138804 DE19738804B4 (de) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen |
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|---|---|---|---|
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