FR2497294A1 - Systeme d'injection de carburant - Google Patents
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Abstract
SYSTEME D'INJECTION DE CARBURANT COMPORTANT AU MOINS UNE VALVE D'INJECTION DE CARBURANT 10 D'UN TYPE QUI INJECTE LE CARBURANT QUAND LA PRESSION DE CARBURANT EST SUFFISANTE POUR SOULEVER SON ORGANE DE VALVE 28 DU SIEGE DE VALVE 24 ASSOCIE, A L'ENCONTRE DE LA FORCE D'UN RESSORT DE CHARGE. LA VALVE D'INJECTION DE CARBURANT 10 EST DOTEE D'UN VERIN HYDRAULIQUE AUQUEL EST APPLIQUEE UNE PRESSION HYDRAULIQUE POUR EXERCER UNE FORCE A L'ORGANE DE VALVE. LA FORCE CORRESPOND AU NIVEAU DE LA PRESSION HYDRAULIQUE QUI EST COMMANDEE SUIVANT LES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR POUR MODIFIER LA PRESSION D'OUVERTURE DE LA VALVE D'INJECTION DE CARBURANT.
Description
SYSTENE D'INJECTION DE CARBURANT
La présente invention concerne un système d'injection
de carburant destiné à être utilisé dans des moteurs à combus-
tion interne à allumage par compression ou à allumage par bou-
gies et, plus particulièrement, un système d'injection de car- burant qui comporte au moins une valve d'injection de carburant à travers laquelle est injecté le carburant dans le moteur quand la pression du carburant est suffisante pour pousser son
organe de valve ou obturateur hors de son siège de valve cor-
respondant à l'encontre de la force d'un ressort de charge.
Avec les valves d'injection de carburant classiques, tel que le type à pointeau comportant une aiguille de valve dont la pointe est poussée fortement contre un siège de valve par un ressort de charge pour fermer l'orifice d'injection,
l'injection commence quand la pression du carburant est suffi-
sante pour dépasser la pression dans la chambre de combustion et cesse quand la pression du carburant tombe quelque peu en dessous de la pression d'ouverture. Le ressort de charge est choisi pour qu'il ait une force suffisante pour maintenir la pointe de l'aiguille de valve contre le siège de valve sous la pression de la chambre de combustion. Bien que la valeur de la pression d'ouverture puisse être réglée en ajustant la force ou la compression initiale du ressort de charge, elle ne peut plus être changée une fois que la val-e d'injection de carburant est
installée dans le moteur.
C'est une pratique courante, pour fournir le carburant à de telles valves d'injection de carburant, d'employer une
pompe à injection de carburant de type distributrice qui ne com-
porte qu'un seul élément de pompage servant pour tous les cylin-
dres. La distribution aux valves d'injection de carburant indivi-
duelles est faite par un distributeur rotatif possédant le nombre nécessaire d'ouvertures de sortit. Ceci assure un débit uniforme de carburant à toutes les valves d'injection de carburant et des
intervalles uniformes et précis entre les injections successives.
Quoi qu'il en soit, une telle pompe d'injection de carburant a tendance à causer une combustion rapide entraînant des à-coups dans le moteur ce qui donne un fonctionement violent et brutal
<lu moteur aux conditions de fonctionnement à vide pendant les-
quelles la pression du carburant fournie par la pompe d'injec-
tion est relativement élevée et la vitesse d'injection de car-
burant dans le moteur relativement élevée. Afin de supprimer
de tels à-coups, le besoin s'est fait sentir d'un système d'in-
jection de carburant amélioré capable d'allonger la période d'injection en réduisant la vitesse d'injection de carburant
dans le moteur aux conditions de fonctionnement à vide.
De plus, les conditions de fonctionnement des moteurs à combustion interne en particulier ceux utilisés dans les véhicules automobiles varient fréquemment considérablement. Il
est souhaitable de ce fait, en commandant la vitesse d'injec-
tion du carburant dans le motieur suivant les variations des
conditions de fonctionnement du moteur, de supprimer les à-
coups du diesel ou le fonctionnement bruyant du moteur et de réduire les émissions de gaz polluantes. On peut envisager d'employer, comme valves d'injection de carburant, des valves à solénoïdes dont le temps de fonctionnement peut être commandé sans difficultés suivant les conditions de fonctionnement du
moteurs Quoi qu'il en soit, de telles valves à solénoïde com-
portent un solénoïde de grandes dimensions pour soulever l'or-
gane de valve de son siège de valve contre la grande force résiliente du ressort de l'orifice d'injection pour permettre
l'injection de carburant sous une pression suffisante pour dé-
passer la pression de combustion qui est normalement aussi éle-
vée que 100 kg/cm2. Ceci suppose des valves à injection de car-
burant grandes et lourdes qui possèdent un temps de réponse
élevé ou lent.
La présente invention présente un système d'injection de carburant nouveau et amélioré comportant au moins une valve d'injection de carburant dont la pression d'ouverture peut
varier, au cours de l'injection du carburant, selon les condi-
tions de fonctionnement du moteur.
Suivant la présente invention, un système d'injection de carburant conçu pour un moteur à combustion interne comprend une source de pression hydraulique pour engendrer une pression hydraulique prédéterminée, au moins une valve d'injection de carburant comportant un organe de valve pressé au repos par un ressort de charge contre un siège de valve, la valve d'injection de carburant étant conçue pour injecter le carburant dans le
moteur quand la pression du carburant est suffisante pour sou-
lever l'organe de valve du siège de valve contre la force du
ressort de charge, et un contrôleur de pression. La valve d'in-
jection de carburant comporte un vérin ou actionneur hydraulique pour appliquer une force à l'organe de valve en fonction de la
pression hydraulique qui lui est fournie par la source de pres-
sion hydraulique. Le contrôleur de pression commande la pression hydraulique délivrée par la source de pression hydraulique au vérin hydraulique en fonction des conditions de fonctionnement
du moteur.
Le vérin hydraulique comprend une chambre de pression
aménagée dans la valve d'injection de carburant et qui communi-
que avec la source de pression hydraulique, et un piston conçu
pour se déplacer dans la chambre de pression. Le piston est as-
socié à l'organe de valve pour lui appliquer une force dépendant
de la pression hydraulique aboutissant à la chambre de pression.
Le contrôleur de pression est, de préférence, associé à un capteur de déplacement conçu pour détecter le début et la fin réels de l'injection de carburant en réponse aux mouvements de l'organe de valve. Le capteur de déplacement peut comporter un élément piézo-électrique qui fournit un signal de tension quand le ressort de charge est comprimé par le déplacement de
l'organe de valve depuis le siège de valve.
Le contrôleur de pression comporte une unité de com-
mande destinée à fournir un signal de commande en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, et une valve à solénoïde commandée par le signal de l'unité de commande pour commander la pression hydraulique aboutissant au vérin hydraulique. L'unité
de commande peut comporter des entrées pour un capteur de posi-
tion de vilebrequin conçu pour fournir une série d'impulsions électriques de position de vilebrequin dont la fréquence de récurrence est directement proportionnelle au régime du moteur et un générateur d'impulsions de référence destiné à produire une impulsion électrique de référence à un nombre de degrés de rotation du moteur prédéterminé. L'unité de commande fournit, à la valve à solénoïde, un signal impulsionnel correspondant au
régime du moteur quand survient un signal impulsionnel de réfé-
rence, de sorte que la pression hydraulique diminue au vérin
hydraulique quand le régime du moteur augmente.
La présente invention est présentée plus en détail dans
la description suivante avec référence aux dessins annexés, dans
lesquels t la figure t est une coupe longitudinale d'un mode de
réalisation préféré d'un système d'injection de carburant sui-
vant la présente invention;
la figure 2 est une coupe montrant une pompe à in-
jection de carburant de type distributrice utilisée dans le système d'injection de carburant de la figure 1; la figure 3 est un diagramme montrant un deuxième mode de réalisation du système à injection de carburant de la présente invention; la figure 4 est une coupe longitudinale montrant une valve d'injection de carburant utilisée dans le système à injection de carburant de la figure 3; la figure 5 est une coupe longitudinale montrant une réalisation modifiée de la valve d'injection de carburant de la figure 4; la figure 6 est un diagramme montrant un autre circuit de commande du fonctionnement des valves d'injection de carburant; et la figure 7 est une coupe longitudinale montrant une
valve d'injection de carburant classique.
En se référant maintenant a_ la valve d'injection de carburant classique de la figure représentant la technique antérieure, on voit une valve d'injection de carburant de type à pointeau comportant un corps de valve A et une aiguille de valve B dont la pointe est pressée fortement contre un siège de
valve C du corps de valve par un ressort hélicoïdal de compres-
sion D, fermant ainsi l'ouverture de valve E. Si la pression du carburant arrivant par le passage intérieur de carburant F est supérieure à la pression d'ouverture, l'aiguille de valve B se soulève, s'écartant du siège de valve C à l'encontre de la force du ressort de compression hélicoïdal D, pour permettre l'injection du carburant à travers l'ouverture de valve E. La pression d'ouverture de la valve d'injection de carburant est déterminée par la force du ressort de compression hélicoïdal D
et ne peut être changée au cours de l'injection du carburant.
En se reportant maintenant à la figure 1, on a illus-
tré un mode de réalisation d'un système à injection de carburant réalisé suivant les enseignements de la présente invention. Le système à injection de carburant comporte une valve d'injection de carburant, référencée 10 en général et comportant une partie
externe ou châssis 12 dans laquelle est monté le corps d'injec-
tion interne 14. Le corps d'injection interne 14 peut être fixé en place par une pièce vissée 16 de telle sorte que le passage
de carburant 18 du corps d'injection 14 soit disposé en commu-
nication avec le passage d'arrivée de carburant 20 de la pièce 16. Une cavité cylindrique 22 est formée dans le corps d'injection interne 14 de façon coaxiale pour recevoir un organe de valve 28 qui peut s'éloigner et glizser vers un siège de valve 24 qui communique à travers le passage de carburant 18 et le passage d'arrivée de carburant 20 avec une pompe d'injection
de carburant (non représentée), Le siège de valve 24 est géné-
ralement de forme tronconique et est coupé à son extrémité
basse par un orifice d'injection 26. L'organe de valve 28 pos-
sède une pointe tronconique 30 qui est adaptée au siège de valve 24 lors du fonctionnement quand 1torgane de valve 28 est en position de repos, et ferme l'ouverture ou orifice d'injection 26. L'organe de valve 28 comporte un prolongement 32 vers le haut, comme le montre la figure 1, qui s'engage à travers une butée annulaire de valve 34 dans une cavité 36 aménagée dans la pièce 16. La butée de valve 34 sert à limiter et a définir la position la plus élevée ou grande ouverte de la valve. Sur le prolongement 32 peut être engagée en butée une pièce en forme de champignon inversé 38 qui est poussée vers ce prolongement par un ressort de charge 42 placé dans la cavité 36 entre la pièce 38 et une butée annulaire 44. La force ou la compression initiale du ressort de charge 42 doit être
sélectionnée pour permettre à l'organe de valve 28 de se sou-
lever du siège de valve 24 quand la pression du carburant n'est pas inférieure à la pression développe dans la chambre de combustion. Un évent 46 peut être am.nagé dans la pièce 16. Cet évent communique avec la cavité 36 pour évacuer le carburant qui parvient à couler autour de la partie de l'organe de valve
28 qui est ajustée dans la cavité cylindrique 22.
La pièce en forme de champignon inversé 38 possède une tige de liaison 40 qui s'étend au-dessus de celle-ci a travers
la butée annulaire 44 jusqutà une chambre de pression 50 aména-
gée dans la pièce 16 et ouverte vers!e haut, comme le montre
la figure 1. La chambre de pression 50 est fermée par un couver-
cle 52, un joint d'tuanchéité 60 étant placé entre le couvercle
et la pièce 16. Un conduit 54 traverse le couvercle 52 et dé-
bouche dans la chambre de pression 50 pour appliquer une pres-
sion hydraulique à la chambre de pression 50. Un piston 56 est placé pour coulisser a l'intérieur de la chambre de pression
50. Le piston 56 est pressé en bub'e contre l'extrémité supé-
rieure de la tige de liaison 40 par un ressort hélicoïdal com-
primé 58 placé entre le piston 56 et le couvercle 52 à l'inté-
rieur de la chambre de pression 50. Le ressort hélicoïdal com-
primé 58 sert à empêcher les cliquetis du piston 56, Le conduit de pression hydraulique 54 relie la chambre
de pression 50 à une source de pression hydraulique 100 à par-
tir de laquelle est développée une pression hydraulique cons-
tanteo La pression hydraulique dans le conduit 54 est commandée
à travers un contrôleur de pression 210 par une unité de cem-
mande 200 en fonction des conditions de fonctionnement du mo-
teur. Le contrôleur de pression 210 peut être réalisé sous la forme d'une valve à solénoïde sans être limité pour autant à cette forme de réalisation. La force résultante de la force
élastique du ressort de charge 42 et de la force égale au pro-
duit de la pression hydraulique appliquée à la chambre de pres-
sion 50 par la surface efficace du piston 56 agit sur l'organe de valve 28 pour le pousser contre le siège de valve 24 en position de repos. L'organe de valve 28 peut se soulever du siège de valve 24 quand la pression du carburant appliquée à travers les passages de carburant 18 et 20 atteint la pression d'ouverture qui crée, à la pointe 30 de l'organe de valve, une force suffisante pour dépasser la force résultante. La valve d'injection de carburant ne se fermera pas jusqu'à ce que la
pression du carburant tombe quelque peu au-dessous de la pres-
sion d'ouverture.
Un exemple, donné à titre purement illustratif et non limitatif, d'une source de pression hydraulique applicable au système de la présente invention comporte une pompe d'injection
de carburant de type distributrice.
En se référant à la figure 2, la pompe d'injection de carburant de type distributrice est désignée d'une manière générale par 110. La pompe d'injection de carburant comporte
une pompe rotative 112 solidaire d'un arbre d'entraînement 114.
L'arbre d'entraînement est entraîné par le vilebrequin du moteur et tourne à la moitié de la vitesse du vilebrequin. Pendant le fonctionnement du moteur, la pompe rotative 112 entraîne le
carburant à travers un filtre 116 depuis un réservoir de carbu-
rant 118 et refoule le carburant sous pression à travers un
régulateur de pression 120 dans le corps de pompe 122. On com-
prend que la pression du carburant chargé dans le corps de
pompe 122 est proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur.
La pompe d'injection de carburant 110 comporte égale-
ment une pompe à piston 130 qui comporte un cylindre 132 et un
piston 134 placé à l'intérieur et capable d'un mouvement de va-
et-vient et de rotation dans le cylindre 132. Le cylindre et le piston définissent une chambre de pompe 136 dans laquelle est introduit à travers le conduit 124 le carburant chargé dans le corps de pompe 122. Le conduit 124 est doté d'une électrovanne de coupure 1380 Le piston 134 est fixé à une de ses extrémités à une came en forme de disque 150 qui est entrainée à travers un joint 152 par l'arbre d'entraînement 114. La came en forme de disque 150 comporte sur sa surface des ergots numérotés
selon le nombre de cylindres du moteur. Les ergots sont succes-
sivement entraînés par un galet 154 situé sur un anneau de galet 156 avec la rotation de l'arbre d'entraînement 114. En résultat, le piston 134 tourne et coulisse à l'intérieur du
cylindre 132 pour distribuer le carburant sous pression à tra-
vers les ouvertures de sortie 158 aux valves d'injection de
carburant individuelles 10.
Un mécanisme régulateur 160 est entraîné au moyen d'un engrenage d'entraînement 162 par l'arbre d'entraînement 114. Le
mécanisme régulateur 160 commande la quantité de carburant en-
voyée aux ouvertures de sortie individuelles 158 en ajustant la position d'une bague de commande 142 concernant l'ouverture de dosage 144 aménagée dans le piston 134. Le numéro de référence désigne un mécanisme de commande dans le temps qui sert à commander le déroulerm cnU de l'injection de carburant en ajustant la position angulaire de l'anneau de galet 156o En se référant de nouveau à la figure 1, une partie du carburant refoulé depuis la pompe rotative 112 est introduite
au travers d'un conduit 180 dans le conduit de pression hydrau-
lique 54. Le conduit 180 comprend à l'intérieur un régulateur de pression 182 et un orifice calibré 184 qui sert à maintenir la pression hydraulique venant de la pompe rotative 112 à une valeur prédéterminée. La pression du carburant refoulé par la pompe rotative 112 est d'environ 2,5 kg/cm2 au régime optimal du moteur et d'environ 8 kg/cm2 aux hauts régimes. Ainsi le régulateur de pression 182 et l'orifice 184 doivent être choisis pour maintenir la pression hydraulique qui va être introduite
dans la chambre de pression 50 à 2,5 kg/cm2, Le conduit de pres-
sion hydraulique 54 est relié au côté retour de la pompe d'in-
jection de carburant 110 par un passage de retour 186 dans le-
quel est placée la valve à, solénoïde 210. L'unité de commande
répond aux signaux indiquant divers paramètres de fonction-
nement du moteur pour commander le temps moyen pour l'ouverture
de la valve à solénoïde 210, afin de commander la pression hy-
draulique qui va être introduite dans la chambre de pression de la valve d'injection de carburant 50* Considérons maintenant que le piston 56 placé dans la
chambre de pression 50 a un diamètre de 20 mm et ainsi une sur-
face efficace de 3,14 cm2, la force hydraulique agissant sur le piston 56 est 7,8 kg quand une pression hydraulique de 2,5 kg/ cm2 est appliquée à la chambre de pression 50, Pour les valves d'injection de carburant couramment utilisées dans les véhicules automobiles, cette force hydraulique produit un accroissement de 30 kg/cm2 de la pression par laquelle l'organe de valve est plaqué contre le siège de valve. En conséquence, si le ressort de charge 42 est choisi pour produire une pression de charge de kg/cm2 par laquelle l'organe de valve 28 est plaqué contre le siège de valve 28, la valve d'injection de carburant est
maintenue fermée jusqu'à ce que la pression de carburant agis-
sant sur la pointe 30 de l'organe de valve atteigne 130 kg/cm2.
Si la pression hydraulique est relâchée dans la chambre de pres-
sion 50, la valve d'injection de carburant s'ouvrira quand la
pression du carburant sera supérieure à 100 kg/cm2.
On peut voir que le système d'injection de carburant de la présente invention peut modifier les caractéristique8 de l'injection telles que le moment o commence l'injection ou la durée de l'injection, même au cours de l'injection du carburant, en commandant le niveau de pression hydraulique appliqué à la
chambre de pression 50 pour modifier la pression d'ouverture au-
dessus de laquelle l'organe de valve 28 est soulevé du siège de valve 24, Ceci permet d'assurer l'injection de carburant selon le mode désiré comme d'effectuer l'injection préliminaire d'une petite quantité de carburant un temps désiré avant l'injection de carburant principale, De plus, le. durée d'injection peut être allongée aux bas régimes du moteur et auxK faibles charges du
moteur dans le but de supprimer les à-coups causant un fonction-
nement bruyant et violent du moteur, et elle peut être raccourcie
aux hauts régimes et aux fortes charges du moteur afin d'amé-
liorer le rendement de la combustion.
Bien que la source de pression hydraulique 100 ait été décrite produisant une pression hydraulique constante de 2,5 kg/cm2, on doit noter qu'une source de pression hydraulique d'un autre type peut 9tre utilisée qui produise une pression hydraulique constante de 10 kg/cm20 Ceci permet une réduction de la surface utile du piston 56 au quart et une augmentation
de la vitesse de réponse.
En se référant aux figures 3 et 4, on a illustré un deuxième mode de réalisation de la présenie invention. On a utilisé les memes numéros de référence aux figures 3 et 4 pour les éléments équivalents montrés à la figure 1, Le système
d'injection de carburant représenté possède quatre valves d'in-
jectien de earburant 10 associées respectivement aux cylindres
d'un moteur à quatre cylindres. Le système dVinjection de car-
burant représenté l'est uniquement dans un but d'illustration et la structure de la présente invention peut être aisément
appliquée à n'importe quelle structure de moteur.
Trois de ces valves d'injection de carburant sont identiques à celle montrée figure 1 et la valve d'injection de carburant restante est globalement la même que figure 1 sauf qu'un capteur de soulèvement 70 est installé pour capter la
position de l'organe de valve par rapport au siège de valve.
Le capteur de soulèvement 70O est placé entre la butée annulaire
44 et un siège de ressort 72 dans lequel est placée une extré-
mité du ressort de charge 42, Un conducteur électrique traverse la pièce 16 en partant du capteur de soulèvement 70 jusqu'à une borne de sortie 76. Le capteur de soulèvement 70 peut comporter un élément de céramique piézoélectrique conçu pour produire une tension à ses bornes quand il est soumis a une pression. Quand
l'organe de valve 28 est soulevé du siège de valve 24 en com-
primant le ressert de charge 42, une pression s'exerce sur le capteur de soulèvement 70 qui produit de ce fait un signal de tension. Le front montant du signal de tension représente le commencement réel de l'injection de carburant. Quand l'organe il de valve 28 revient à sa position de repos contre le siège de valve'24 et que le ressort de charge 42 retourne à son état
initial, la pression sur le capteur de soulèvement 70 est re-
lâchée et le signal de tension diminue. Le front descendant du signal de tension représente la fin réelle de l'injection de carburant. Le système d'injection de carburant comporte une pompe d'injection de carburant de type distributrice. La pompe d'injection de carburant est identique à celle décrite avec la
figure 2 et on omettra une description détaillée afin d'éviter
la redondance. Une partie du carburant refoulé par la pompe
rotative 112 de la pompe d'injection de carburant 110 est in-
troduite à travers un conduit 180 dans le conduit de pression
hydraulique 54. Le conduit 180 comporte à l'intérieur un régu-
lateur de pression 182 et un orifice calibré 184 servant à maintenir la pression hydraulique venant de la pompe rotative
112 à une valeur prédéterminée* Le conduit de pression hydrau-
lique 54 est relié au côté retour de la pompe d'injection de
carburant 110 à travers un passage de retour 186 doté à l'inté-
rieur d'un contrôleur de pression 210. Le contrôleur de pres-
sion 210 peut être réalisé sous la forme d'une valve à solé-
nolde, Le contrôleur de pression 210 est commandé par une unité de commande 200 qui comporte des entrées pour le capteur de soulèvement 70, un capteur de position du vilebrequin (CPS) 222, et un générateur d'impulsions de référence (RPG) 224. Le
capteur de position de vilebrequin 222 produit une série dtim-
pulsions électriques de position du vilebrequin qui correspon-
dent chacune à un ou un demi degré de rotation du vilebrequin du moteur, et dont la fréquence de récurrence est directement
proportionnelle à la vitesse du moteur. Le générateur d'impul-
sions de référence 224 produit une impulsion électrique de référence à un nombre prédéterminé de degrés de rotation du vilebrequin du moteur, par exemple, tous les 180 degrés de
rotation du vilebrequin pour un moteur à quatre cylindres.
L'impulsion électrique de référence représente le moment o le
carburant doit être injecté. L'unité de commande 200 peut com-
porter des entrées pour d'autres capteurs conçus pour détecter
les paramètres de fonctionnement du moteur représentant la tem-
pérature du moteur, la température ambiante, l'humidité am-
biante, la masse d'air rentrant dans le moteur, et peut-être
d'autres. L'unité de commande 200 modifie la pression hydrau-
lique à appliquer par le conduit 54 à la chambre de pression de la valve d'injection de carburant en commandant la valeur moyenne de la durée d'ouverture de la valve à solénolde 210 selon les conditions de fonctionnement captées du moteur* Pendant le fonctionnement du moteur, une pression hydraulique régulée est appliquée à travers le conduit 54 à la chambre de pression 50 de chaque valve d'injection de carburant pour exercer une force hydraulique sur le piston 56 qui presse ainsi l'organe de valve 28 contre le siège de valve 24. En conséquence, l'organe de valve est poussé contre le siège de valve par la force résultante de la force hydraulique et de la force du ressort de charge. À l'instant adéquat de chaque cycle de fonctionnement, le carburant sous pression venant de la
pompe d'injection de -ailuurant 110 est appliqué à la valve d'in-
jection de carburant pour exercer une pression de carburant sur la pointe 30 de l'organe de valve. Si la pression de carburant
atteint la pression d'ouverture déterminée par la force résul-
tante de la force hydraulique et de la force du ressort de charge, l'organe de valve 28 sera soulevé du siège de valve 24
et l'injection de carburant commencera.
En réponse à une impulsion électrique de référence venant du générateur d'impulsions de référence 224, l'unité de commande 200 ouvre la valve à solénoïde 210 pendant une durée proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur mesurée par les impulsions électriques de position du vilebrequin venant du capteur de position du vilebrequin 222. En conséquence, la pression hydraulique chargée dans la chambre de pression 50 et ainsi la pression d'ouverture diminue quand la vitesse du moteur augmente. Donc, la vitesse d'injection du carburant dans le moteur diminue pour ralentir la vitesse de combustion aux bas
régimes du moteur et augmente pour éviter la combustion retar-
dée ou les ratés aux hauts régimes du moteur. Ceci permet de supprimer les bruits du moteur aux bas régimes et en même
temps de réaliser une économie de carburant aux hauts régimes.
L'unité de commande 200 peut être conçue pour produire un
signal impulsionnel dont la largeur d'impulsion est proportion-
nelle à la vitesse du moteur quand apparaît une impulsion élec-
trique de référence. Dans une variante, l'unité de commande 200 peut être réalisée pour produire un signal impulsionnel ayant
une largeur d'impulsion constante et une fréquence proportion-
nelle à la vitesse du moteur.
De plus, l'unité de commande 200 possède une entrée
pour le capteur de soulèvement 70 qui fournit un signal indi- quant l'instant o l'injection de carburant commence réellement et
l'instant o l'injection de carburant cesse réellement pour
commande en rétro-action de la valve à solénoïde 210. Ceci per-
met également la commande des caractéristiques d'injection tel-
les que la chronologie de l'injection et la vitesse d'injection du carburant au cours de l'injection de carburant, En se référant à la figure 5, on a illustré une forme modifiée de la valve d'injection de carburant dans laquelle un ressort 80 est intercalé entre le piston 56 et l'extrémité supérieure de la tige de liaison afin de permettre le mouvement de l'organe de valve 28 même au cours de la commande de la pression hydraulique dans la chambre de pression 50. Cette
configuration élimine le besoin de commander la valve à solé-
noïde 210 en synchronisme avec l'injection de carburant et sim-
plifie la structure de l'unité de commande 200* Bien qu'une unique valve àa solénoide soit utilisée pour toutes les valves d'injection de carburant du système d'injection de carburant montré aux figures 3 et 5, on doit
noter qu'une valve à solénoïde 210 doit être prévue pour cha-
cune des valves d'injection de carburant 10, comme le montre
la figure 6.
Bien que la source de pression hydraulique représentée utilise la pression hydraulique refoulée par une pompe rotative
comprise dans une pompe d'injection de carburant de type dis-
tributrice, on doit comprendre qu'elle peut utiliser la pres-
sion hydraulique refoulée par une pompe prévue séparément ou
toute autre pompe adéquate faisant partie d'un système de lu-
brification, un système de conduite ou un convertisseur de couple On doit également comprendre que d'autres contrôleurs
de pression 210 tels que servovalve, valve à solénoïde ultra-
rapide, valve rotative actionnée par un moteur ou équivalents peuvent être utilisés et de telles autres valves sont prévues
pour 9tre incorporées dans la présente invention.
On a conçu, suivant la présente invention, un système d'injection de carburant dans lequel on peut commander la pression d'ouverture des valves d&injection de carburant, au cours de l'injection du carburanti, suivantr les conditions de fonctionnement du moteur. Ceci peut améliorer l'économie de carburant et la souplesse du moteur et réduire les émissions de gaz indésirables et les bruits de combustion. Bien que cette
invention ait été décrite en relation avec des modes spécifi-
ques de sa r3a]isation, il est évident que beaucoup d'autres
modifications ou variaticns appara!tront à, l'homme de l'art.
Claims (12)
1. Système d'injection de carburant pour moteur a combustion interne, caractérisé par le fait qu'il comporte: (a) une source de pression hydraulique (100) pour engendrer une pression hydraulique prédéterminée; (b) au moins une valve d'injection de carburant (10)
comportant un organe de valve (28) pressé au repos par un res-
sort de charge (42) contre un siège de valve (24), ladite valve
d'injection de carburant étant conçue pour injecter le carbu-
rant dans ledit moteur quand la pression du carburant est suf-
fisante pour soulever ledit prgane de valve dudit siège de valve à l'encontre de la force dudit ressort de charge, ladite valve d'injection de carburant comportant un vérin hydraulique réagissant à la pression hydraulique qui lui est appliquée depuis ladite source de pression hydraulique pour exercer une force sur ledit organe de valve; et
(c) un contrôleur de pression (200, 210) pour comman-
der la pression hydraulique appliquée par ladite source de pression hydraulique audit vérin hydraulique en fonction des conditions de fonctionnement du moteurs
2. Système d'injection de carburant suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit vérin hydraulique comporte une chambre de pression (50) aménagée dans ladite valve d'injection de carburant et communiquant avec ladite source de pression hydraulique (100), et un piston (56) conçu pour aller et venir à l'intérieur de ladite chambre de pression, ledit piston étant associé audit organe de valve (28) pour lui appliquer une force en réponse à la pression
hydraulique chargée dans ladite chambre de pression.
3. Système d'injection de carburant suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit contrôleur de pression (200, 210) est associé à un capteur de soulèvement (70) conçu pour capter le début et la fin réels de l'injection de carburant en réponse aux mouvements dudit organe de valve
par rapport audit siège de valve.
4* Système d'injection de carburant suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit capteur de soulèvement (70) comporte un élément piézo-électrique pour produire un signal de tension quand ledit ressort de charge est comprimé par le mouvement dudit organe de valve dudit
siège de valve.
5. Système d'injection de carburant suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit contrôleur de pression (200, 210) comporte une unité de commande (200) réagissant aux conditions de fonctionnement du moteur pour produire un signal de commande, et une valve à solénoïde (210) réagissant au signal de commande de ladite unité de commande pour commander la pression hydraulique parvenant audit vérin hydraulique.
6. Système d'injection de carburant suivant la
revendication 5, caractérisé par le fait que l'unité de com-
mande (200) possède des entrées pour un capteur de position de vilebrequin (222) conçu pour produire une série d'impulsions électriques de positions de vilebrequin d'une fréquence de récurrence directemen= proportionnelle à la vitesse.du moteur et un générateur d'impulsions de référence (224) conçu pour produire une impulsion de référence électrique à un nombre de degrés de rotation du moteur prédéterminé, ladite unité de cofmmande fournissant, à ladite valve à solénoïde (210), un signal impulsionnel correspondant à la vitesse du moteur quand survient un signal impulsionnel de référence, en diminuant ainsi la pression hydraulique audit vérin hydraulique quand la
vitesse du moteur augmente.
7. Système d'injection de carburant pour moteur à combustion interne, comportant: (a) une source de pression hydraulique (100) pour engendrer une pression hydraulique prédéterminée; (b) au moins une valve d'injection de carburant (10) comportant un organe de valve (28) pressé par un ressort de charge (42), au repos, contre un siège de valve (24) débouchant dans un orifice d'injection (26), ladite valve d'injection de carburant étant conçue pour injecter le carburant à travers ledit orifice d'injection dans le moteur quand la pression du carburant est suffisante pour soulever ledit organe de valve dudit siège de valve, ladite valve d'injection de carburant comportant à l'intérieur une cavité (36) possédant une cloison percée (44) divisant ladite cavité en une chambre de ressort et une chambre de pression, ladite chambre de pression (50) communiquant avec ladite source de pression hydraulique (100), un piston (56) placé dans ladite chambre de pression (50) pour s'y déplacer d'un mouvement alternatif, un organe de liaison (40) s'étendant à travers ladite cloison dans ladite chambre de pression et comportant un siège de ressort (38) placé dans ladite chambre de ressort, ledit organe de liaison venant buter par une de ses extrémités contre ledit organe de valve et par l'autre extrémité contre ledit piston, ledit ressort do
charge étant placé entre ledit siège de ressort et ladite cloi-
son, ledit piston appliquant une force sur ledit organe de liaison en réponse à la pression hydraulique chargée dans ladite chambre de pression; et
(c) un contrôleur de pression (200, 210) pour comman-
der la pression hydraulique appliquée par ladite source de
pression hydraulique audit vérin hydraulique suivant les con-
ditions de fonctionnement du moteur.
8. Sy.'tème d'injection de carburant suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite valve d'injection de carburant (10) comporte un ressort (58) placé
dans ladite chambre de pression (50) pour éliminer les clique-
tis du piston (56).
9. Système d'injection de carburant suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite valve d'injection de carburant (10) comporte un ressort (80) disposé
entre ledit piston (56) et ledit organe de liaison (40).
10. Système d'injection de carburant suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite valve d'injection de carburant (10) comporte un siège de ressort (72) contre lequel s'appuie une extrémité du ressort de charge (42), et un capteur de soulèvement (70) intercalé entre ladite cloison (44) et ledit siège de ressort (7?) pour détecter le début et la fin réels de l'injection de carburant en réponse au mouvement dudit organe de valve par rapport audit siège de valve.
11. Système d'injection de carburant suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que ledit capteur de soulèvement (70) comporte un élément piézo-électrique pour produire un signal de tension quand ledit ressort de charge est comprimé par le mouvement dudit organe de valve dudit
siège de valve.
12. Système d'injection de carburant suivant la revendication 7, caractérise par le fait que ledit contrôleur de pression comporte une valve à soilenode (210) placée sur le passage de letour communiquant avec ladite chambre de pression (50), et une unité de commande (200) pour commander la valeur moyenne de la durée d'ouverture de ladite valve à solénoïde
(210) suivant les conditions de fonctionnement du moteur.
13o Système d'injection de carburant suivant la
revendication 12, caractérisé par le fait que l'unité de com-
mande (200) possède des entrées pour un capteur (222) de posi-
tion de vilebrequin conçu pour produire une série d'impulsions
électriques de position du vilebrequin d'une fréquence de récur-
rence directement propoerionnelle à la vitesse du moteur et un générateur (224) d'impulsions de référence conçu pour produire une impulsion de référence électrique à un nombre prédéterminé
de degrés de rotation du moteur, ladite unité de commande four-
nissant à ladite valve à solénoïde (210) un signal impulsionnel correspondant à la vitesse du moteur quand survient un signal impulsionnel de référence, en diminuant ainsi la pression hydraulique audit vérin hydraulique quand la vitesse du moteur augmente.
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