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FR2889259A3 - Rampe commune d'alimentation en carburant pour vehicule a pression variable - Google Patents

Rampe commune d'alimentation en carburant pour vehicule a pression variable Download PDF

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Abstract

La rampe commune (10, 11) d'alimentation en carburant pour véhicule comprend un organe (26) agencé pour faire varier une pression de carburant. Il peut s'agir d'un piston monté coulissant dans la rampe.

Description

L'invention concerne les rampes communes d'alimentation en carburant pour
moteur de véhicule.
Il est connu d'alimenter un moteur diesel de véhicule automobile au moyen d'injecteurs reliés à une rampe commune ou common rail renfermant du carburant sous pression, elle-même alimentée par une pompe reliée au réservoir de carburant.
Lors des régimes transitoires de pression dans la rampe liés au passage d'un point de fonctionnement du moteur à un autre, la pression dans la rampe doit monter ou descendre pour atteindre la nouvelle consigne de pression.
L'augmentation de pression est réalisée en augmentant le débit refoulé par la pompe mais l'atteinte de la nouvelle consigne nécessite alors un certain temps en particulier si le régime du moteur, et donc le régime de rotation de la pompe, est faible.
Une baisse de pression dans la rampe est réalisée en créant une fuite au moyen d'un actuateur haute pression s'il est installé sur l'application concernée. Si l'application ne dispose pas de cet actuateur, l'actuateur basse pression situé à l'entrée de la pompe est fermé afin que la pompe ne débite plus. La chute de pression dans la rampe est alors dûe aux quantités de gazole qui sont injectées dans le moteur ainsi qu'aux fuites des injecteurs en direction du réservoir. Là aussi, l'atteinte de la nouvelle consigne nécessite un certain temps. Mais lorsque le conducteur du véhicule lève le pied de la pédale d'accélérateur, l'injection se trouve coupée. D'autre part, certains injecteurs présentent des fuites statiques quasiment nulles. Par conséquent, dans le cas d'une levée de pied sur un moteur qui utilise ce type d'injecteur, la chute de pression dans la rampe peut prendre beaucoup de temps. A l'inverse, lors de la réaccélération, le niveau de pression souhaité dans la rampe n'est pas forcément atteint rapidement.
On comprend également que plus le volume de la rampe est faible, plus les régimes transitoires de pression seront brefs. Or, a contrario, l'augmentation du volume de la rampe permet de limiter les chutes de pression durant l'injection (ce qui améliore la performance du moteur) et les oscillations de pression dans les tubes (ce qui limite les interactions entre les injections). Le volume de la rampe est donc un compromis entre la vitesse d'atteinte des régimes transitoires et la réserve de pression nécessaire au bon fonctionnement du système pour limiter les chutes de pression et amortir les interactions entre les injecteurs.
Un but de l'invention est de fournir une rampe dont les régimes transitoires sont brefs et limitant par ailleurs les chutes de pression durant l'injection ainsi que les oscillations de pression dans les tubes.
A cet effet, on prévoit selon l'invention une rampe commune d'alimentation en carburant pour véhicule qui comprend un organe agencé pour faire varier une pression de carburant.
Ainsi, on peut donner à la rampe un volume relativement faible afin de limiter la durée des régimes transitoires tout en conservant une meilleure maîtrise de la pression à l'intérieur de la rampe dans l'intérêt des performances du moteur.
La rampe selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes: - l'organe s'étend dans une chambre de réception de carburant de la rampe; - l'organe est monté mobile dans la rampe; - l'organe est monté mobile à coulissement; - l'organe forme un piston; et - la rampe comprend une première partie de chambre dans laquelle débouchent au moins deux conduits d'injecteur, et une deuxième partie de chambre dans laquelle est reçu l'organe, les deux parties se succédant suivant une direction longitudinale de la rampe et ayant des dimensions différentes suivant une direction perpendiculaire à cette direction longitudinale.
On prévoit également selon l'invention un véhicule comprenant une rampe selon l'invention.
On prévoit également selon l'invention un procédé de commande d'une rampe commune d'alimentation en carburant pour véhicule, dans lequel on actionne un organe de la rampe pour faire varier une pression de carburant.
Avantageusement, on déplace l'organe.
On prévoit enfin selon l'invention un procédé de commande d'un moteur dans lequel on met en oeuvre le procédé précité selon l'invention.
Avantageusement, on actionne une pompe d'alimentation de la rampe en carburant, de façon concomitante à l'actionnement de l'organe.
Avantageusement, on déplace l'organe dans un premier sens, puis on modifie un paramètre de fonctionnement de la pompe et on déplace l'organe en sens opposé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante de deux modes préférés de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un circuit d'injection d'un moteur comprenant une rampe selon l'invention; et - les figures 2 et 3 sont deux vues en coupe longitudinale de deux modes de réalisation de la rampe selon l'invention destinés à faire partie du moteur de la figure 1.
En référence à la figure 1, le circuit d'injection 2 comprend un réservoir de carburant 4 dans lequel une pompe haute pression 6 aspire du carburant et le refoule au moyen d'un tube haute pression 8 en direction d'une rampe commune 10. Cette dernière est en communication directe avec plusieurs tubes haute pression parallèles 12 communiquant avec des injecteurs 14 respectifs. Les tubes 12 et les injecteurs 14 sont ici au nombre de quatre.
En référence à la figure 2, dans un premier mode de réalisation, la rampe 10 a une forme globalement allongée d'axe 16 et est cylindrique de révolution autour de cet axe. Elle présente une chambre 20 de réception de carburant sous pression dans laquelle débouche un conduit 22 communiquant avec le tube 8 ainsi que quatre conduits 24 communiquant avec les tubes 12 respectifs.
La rampe comprend un organe permettant de faire varier la pression dans la chambre 20. Dans le présent exemple, cet organe comprend un piston 26 ou pointeau, logé dans la chambre 20 et ayant une forme complémentaire de cette dernière. Ainsi, le piston présente une face latérale 28 de forme cylindrique complémentaire de la forme cylindrique de la face latérale interne 31 de la rampe. Le piston 26 définit par sa face avant plane 30 perpendiculaire à l'axe 16 l'une des parois de la chambre 20. Le piston 26 est mobile à coulissement à l'intérieur de la chambre suivant la direction de l'axe 16 et est guidé à cette fin par une tige arrière 32 coulissant dans un logement allongé 34 de l'extrémité arrière de la chambre.
La rampe comprend des moyens d'actionnement du piston pour provoquer son déplacement vers l'avant ou vers l'arrière. Ces moyens peuvent comprendre selon les cas un moteur électrique, un vérin hydraulique, un actuateur magnétique ou un actionneur d'un autre type. Ces moyens sont commandés par le calculateur de commande du moteur en fonction de consignes déterminées par ce dernier, en particulier de consignes de pression dépendant du régime du moteur et des instructions données par le conducteur du véhicule.
Le déplacement du piston 26 permet de faire varier le volume de la chambre 20 de façon continue et progressive entre la position la plus avancée du piston qui définit le volume minimum de la chambre et la position la plus reculée qui définit le volume maximum de la chambre.
Ce déplacement permet aussi de faire varier la pression dans la rampe selon la loi de Hooke: = -B. AVN0 où : - B est le module de compressibilité du fluide qui est en l'espèce un carburant tel que du gazole; - Vo est le volume initial de la chambre; - LV est la variation de volume résultant du déplacement du piston; et - L P est la variation de pression dans la rampe résultant de la variation de volume.
Ainsi, lorsqu'on souhaite augmenter la pression de carburant régnant dans la rampe, on déplace le piston de manière à diminuer le volume de la rampe (AV est donc négatif), ce qui permet d'atteindre rapidement la nouvelle consigne de pression et d'accélérer le régime transitoire. A l'inverse, pour abaisser la pression dans la rampe, on augmente le volume de la rampe à l'aide du piston (AV est donc positif) et on obtient les mêmes avantages.
Chacune de ces variations de pression est effectuée au moyen d'un mouvement très rapide du piston.
Une fois la nouvelle consigne de pression atteinte, on commande le piston pour le ramener lentement, c'est-à-dire moins rapidement que le déplacement précité, en position neutre afin qu'il soit prêt pour intervenir lors du prochain régime transitoire. La position neutre du piston sera par exemple une position dans laquelle il peut se déplacer sur une course prédéterminée vers l'avant et une course prédéterminée vers l'arrière. De préférence, il s'agira d'une position à mi-chemin entre sa position la plus avancée et sa position la plus reculée.
Lorsqu'on ramène lentement le piston à sa position neutre, on pourra contrôler simultanément le refoulement de la pompe afin de conserver une pression de carburant constante dans la rampe, égale à la nouvelle consigne de pression. Ainsi, lorsqu'on recule le piston pour augmenter le volume, on augmentera de façon concomitante le régime de la pompe. A l'inverse, lorsqu'on ramène le piston en diminuant le volume de la rampe, on baissera de façon concomitante le régime de la pompe.
Comme on le voit, le piston peut également être utilisé avantageusement pour accélérer le temps de montée en pression du rail lors du démarrage du moteur. Ainsi, lorsque le moteur est à l'arrêt, avant son démarrage, on positionne le piston dans sa position la plus avancée de façon de donner à la chambre 20 un volume minimum. Une fois le démarrage effectué et la consigne de pression atteinte, on recule progressivement le piston pour le placer en position neutre, ce qui entraîne un accroissement progressif du volume de la chambre.
Un deuxième mode de réalisation de la rampe 11 a été illustré à la figure 3. Cette fois, la chambre 20 présente une partie avant 36 et une partie arrière 38 toutes deux de forme cylindrique d'axe 16. Toutefois, le diamètre de la partie arrière 38 mesuré perpendiculairement à cet axe est plus grand que le diamètre de la partie avant 36, les deux parties étant séparées par un épaulement 40. Les conduits 22 et 24 débouchent dans la partie avant 36 tandis que le piston 26 est logé dans la partie arrière 38 en ayant un diamètre correspondant. Grâce à cette différence de section, un déplacement du piston identique au déplacement effectué dans le cas de la figure 2 induit une montée ou une descente de la pression dans la partie avant 36 plus forte que dans le cas de la figure 2 où il n'y a pas de différence de section. Cela permet de réduire encore la durée des régimes transitoires de pression dans la rampe. A l'inverse, des transitoires de même durée peuvent être réalisés avec des déplacements plus faibles du piston, ce qui peut avoir son intérêt compte tenu des contraintes d'encombrement de la rampe.
Dans le cas où l'étanchéité entre le piston et la partie de la rampe dans laquelle il coulisse ne serait pas parfaite, on peut mettre en communication le compartiment de la rampe située à l'arrière du piston avec le réservoir 4 au moyen d'un conduit 50 permettant de renvoyer vers le réservoir 4 le carburant qui arriverait dans ce compartiment. Il sera néanmoins avantageux de limiter au maximum les fuites de carburant à ce niveau.
Comme on le voit, la rampe selon l'invention permet de faire varier le volume et la pression de la ou chaque chambre de manière à accélérer les transitoires de pression tout en conservant un volume de rampe suffisant.
Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci.
On pourra appliquer l'invention au cas d'une rampe ayant un forme sphérique ou une forme différente. On pourra l'appliquer aussi au cas d'un piston de forme non cylindrique. A chaque fois, le déplacement du piston dans la rampe permet de faire varier son volume même si la forme intérieure de la rampe et la forme externe du piston ne sont pas complémentaires.

Claims (12)

REVENDICATIONS
1. Rampe commune (10, 11) d'alimentation en carburant pour véhicule, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe (26) agencé pour 5 faire varier une pression de carburant.
2. Rampe selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'organe (26) s'étend dans une chambre (20) de réception de carburant de la rampe.
3. Rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'organe (26) est monté mobile dans la rampe.
4. Rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisée en ce que l'organe (26) est monté mobile à coulissement.
5. Rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'organe (26) forme un piston.
6. Rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la rampe (11) comprend une première partie (36) de chambre (20) dans laquelle débouchent au moins deux conduits d'injecteur (24), et une deuxième partie (38) de chambre dans laquelle est reçu l'organe (26), les deux parties se succédant suivant une direction longitudinale de la rampe et ayant des dimensions différentes suivant une direction perpendiculaire à cette direction longitudinale.
7. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend une rampe selon l'une quelconque des revendications précédentes.
8. Procédé de commande d'une rampe commune (10, 11) d'alimentation en carburant pour véhicule, caractérisé en ce qu'on actionne un organe (26) de la rampe pour faire varier une pression de carburant.
9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'on déplace l'organe (26).
10. Procédé de commande d'un moteur caractérisé en ce qu'il est conforme à l'une des revendications 8 ou 9.
11. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'on actionne une pompe (6) d'alimentation de la rampe (10, 11) en carburant, de façon concomitante à l'actionnement de l'organe (26).
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que l'on déplace l'organe (26) dans un premier sens, puis on modifie un paramètre de fonctionnement de la pompe (6) et on déplace l'organe (26) en sens opposé.
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