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Title:
PRESSURE REGULATOR FOR A DIESEL INJECTION DEVICE COMPRISING MEANS FOR OPERATING IN A DEGRADED MODE, HEAT ENGINE COMPRISING SUCH AN INJECTION DEVICE, AND VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/048188
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pressure regulator for a diesel injection device comprising means for operating in a degraded mode, to a heat engine comprising such an injection device, and to a vehicle. The regulator according to the present invention comprises means enabling the rod to be retained at rest in a closed position. Said means for retaining the rod (39) are advantageously return means preferably comprising a spring. The spring (45) is advantageously arranged so as to exert force on the rod in a direction opposite to that of the force exerted by the at-rest closing spring, which is usually arranged in the regulators. Thus, according to the present invention, the regulator is capable of operating in a degraded mode without any electrical power supply, the opening of the nozzle being provided by the pressure building up inside the accumulator, which pushes back the rod (39) when said pressure is sufficient, with respect to the surface on which the pressure is exerted inside the regulator in order to push back said rod relative to the return spring load in place. The present invention can be used in particular in the automotive industry. The present invention can mainly be used in the diesel engine industry.

Inventors:
DUMONT TONY (FR)
COMBE RAPHAEL (FR)
JEAN-ROCH JULIEN (FR)
Application Number:
PCT/EP2010/065886
Publication Date:
April 28, 2011
Filing Date:
October 21, 2010
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
DUMONT TONY (FR)
COMBE RAPHAEL (FR)
JEAN-ROCH JULIEN (FR)
International Classes:
F02M61/20; F02M63/00; F02M63/02; F02M69/54
Domestic Patent References:
WO2004008010A12004-01-22
WO2004008010A12004-01-22
Foreign References:
FR2858365A12005-02-04
DE102007062176A12009-06-25
DE102006020692A12007-11-08
EP1748240A12007-01-31
DE10016242A12001-10-04
DE10214084A12003-10-30
FR2858365A12005-02-04
DE102006020692A12007-11-08
EP1748240A12007-01-31
DE10016242A12001-10-04
DE102007062176A12009-06-25
Attorney, Agent or Firm:
HURWIC, ALEKSANDER (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Régulateur de pression pour accumulateur (65) de gasoil haute pression d'un dispositif d'injection d'un moteur diesel comportant un gicleur (33) de diminution de la pression régnant dans ledit accumulateur (65), des moyens (39, 41, 59, 61) d'obturation dudit gicleur ainsi qu'un actuateur (43) à commande électrique de fermeture et de maintien dans une position fermée desdits moyens de fermeture du gicleur caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (45) de rappel élastiques des moyens d'obturation du gicleur, vers la position fermée avec une force permettant la régulation de pression de l'accumulateur (65) en cas de panne de l'actuateur (43), de manière à ce que la pente de la courbe de la pression en fonction du débit soit inférieure ou égale à 181429 Pa/l/h.

2. Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit régulateur est un régulateur pour véhicule léger et en ce que ladite pente est inférieure ou égale à 181429 Pa/l/h dans un intervalle de débits compris entre 30 1/h et 100 1/h.

3. Régulateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pente de la courbe de la pression en fonction du débit soit inférieure ou égale à 148571 Pa/l/h.

4. Régulateur selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit régulateur est un régulateur pour véhicule moyen et en ce que ladite pente est inférieure ou égale à 148571 Pa/l/h dans un intervalle de débits compris entre 60 1/h et 200 1/h.

5. Régulateur selon la revendication 1 ou 3 caractérisé en ce que la pente de la courbe de la pression en fonction du débit soit inférieure ou égale à 46 875 Pa/l/h.

6. Régulateur selon la revendication 5 caractérisé en ce que ledit régulateur est un régulateur pour poids lourd et que ladite pente est inférieure ou égale à 46 875 Pa/l/h dans un intervalle de débits compris entre 100 1/h et 420 1/h.

7. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'actuateur (43) est un actuateur électro magnétique et en ce que les moyens (45) de rappel élastiques vers la position fermée comportent un ressort exerçant une force (F45) sensiblement dans la même direction que celle (F43) exercée par l'actuateur (43).

8. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens d'obturation comportent une tige (39) et en ce que les moyens de rappel élastiques (45) vers la position fermée comportent un ressort disposé coaxialement avec ladite tige (39).

9. Régulateur selon la revendication 8 caractérisé en ce que une extrémité (59) de la tige (39) de fermeture du gicleur (33) comporte une bille (41) s'appliquant sur un siège du gicleur (33).

10. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le gicleur (33) forme un angle compris entre 50° et 180° par rapport à l'axe d'un canal susceptible d'être connecté audit accumulateur. 11. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le siège a un diamètre compris entre 0,9 et 2,0 mm.

12. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1,5,6,7,8,9,10 ou 11 caractérisé en ce que le gicleur (33) est dimensionné de manière à ce que, en absence d'alimentation électrique de l'actuateur (43), la pression d'ouverture (à 0 1/h) est comprise entre 15 106 Pa à plus de 80 106 et adaptée au besoin du moteur pour les débits pouvant aller jusqu'à 420 1/h à travers ledit régulateur.

13. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en mode normal de fonctionnement par une régulation de pression ainsi qu'une décharge de pression rapide en cas de relâché de la pédale d'accélérateur identiques à celles de régulateur de pression actuellement mis en œuvre. 14. Dispositif d'injection diesel caractérisé en ce qu'il comporte un accumulateur (65) de gasoil haute pression (43) alimenté par une pompe haute pression (73), ledit accumulateur (65) étant relié d'une part à une pluralité d'injecteurs haute pression (83) et, d'autre part, à un régulateur (31) selon l'une quelconque des revendications précédentes.

15. Moteur diesel caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'injection selon la revendication 14.

16. Véhicule caractérisé en ce qu'il comporte un moteur selon la revendication 15.

Description:
Régulateur de pression pour dispositif d'injection diesel comportant des moyens assurant un fonctionnement en mode dégradé, moteur thermique comportant un tel dispositif d'injection et véhicule.

La présente invention se rapporte principalement à un régulateur de pression pour dispositif d'injection diesel comportant - en plus des fonctionnalités présentes des régulateurs déjà existants- des moyens assurant un fonctionnement en mode dégradé en cas de défaillance, à un moteur thermique comportant un tel régulateur et à un véhicule comportant un tel moteur. Avantageusement, le fonctionnement en mode dégradé s'effectue avec une perte de charge raisonnable de manière à limiter la puissance de la pompe haute pression à utiliser et à permettre le refroidissement du carburant de préférence sans radiateurs additionnels.

Avantageusement, le fonctionnement en mode dégradé s'effectue à une pression inférieure à la pression système de manière à assurer la fiabilité à long terme du système d'injection selon la présente invention. En d'autres termes, en fonctionnement dégradé le régulateur de pression se comporte comme un limiteur de pression et cela, avantageusement sans les pertes des charges entraînées en défaillance par les régulateurs de pression de type connu minimisant la puissance réclamée à la pompe haute pression et, simultanément minimisant les interventions (ouvertures) du régulateur fonctionnant, en mode dégradé, en tant que limiteur de pression.

Un régulateur selon l'invention est non seulement moins coûteux qu'un ensemble composé d'un limiteur de pression et d'un régulateur de pression, qui n'ont jamais été associés dans un même dispositif d'injection diesel, mais, en outre, évite la modification d'un accumulateur haute pression (common rail en terminologie anglo saxonne). Il est à noter que les faibles pertes de charge sont avantageusement combinées avec la limitation de la pression effective atteinte pour des débits de fonctionnement en mode de fonctionnement dégradé. Le moteur diesel pour véhicule automobile (typiquement véhicule de moins de 3,5 x 10 6 g)de type connu comporte typiquement une pluralité de cylindres, chacun équipé d'un injecteur haute pression assurant, sur commande électrique, l'injection de gasoil formant carburant, à une pression pouvant atteindre ou dépasser 2,5 10 8 Pa. Chaque injecteur comporte une chambre d'injection reliée d'une part, en permanence à un accumulateur haute pression appelé « rail » ou « common rail » et d'autre part, un trou d'injection relié au cylindre à alimenter. Une aiguille d'injecteur disposée dans la chambre de pression est entraînée par un actuateur électrique tel qu'une bobine /aimant électrique, un électro aimant ou un actuateur piézoélectrique, entre une première position d'injection dans laquelle la chambre de pression est reliée au trou d'injection et une seconde position dans laquelle l'aiguille obstrue le passage entre la chambre de pression et le trou d'injection . Un régulateur de type connu comporte un gicleur de décharge vers le réservoir de gasoil à pression atmosphérique ou au-dessus de la pression atmosphérique, dont l'ouverture, en cas de surpression dans l'accumulateur, est assurée, sur commande d'un calculateur, par un actuateur électrique, de déplacement d'une tige dont une extrémité assure la fermeture hermétique du gicleur. De manière connue, le régulateur comporte un ressort de rappel de la tige vers la position ouverte, assurant la mise en communication, au repos, de l'accumulateur (haute pression) avec le réservoir (basse pression). On évite ainsi, la formation, non désirée, de poches d'air, notamment lors de variations de températures, par exemple, lors du refroidissement du moteur après son arrêt. Un régulateur comportant un ressort ayant une force de rappel dirigée dans le même sens que celle exercée par l'actuateur électrique est décrite dans DE 102 14 084 qui est incorporé par référence. Toutefois, ce régulateur n'est pas prévu pour une régulation de pression en cas de panne électrique.

Par ailleurs, il est connu des régulateurs de pression décrits dans FR2 858 365, DE 10 2006 020692, WO 2004/008010, EP 1 748 240, DE 100 16 242 et DE 10 2007 062176 permettant un fonctionnement dégradé en absence d'alimentation électrique, mais, avec d'une part, une perte de charge importante imposant une puissance importante de la pompe haute pression et entraînant une élévation de température et une pression élevée pouvant s'avérer dangereuse pour le dispositif d'injection de carburant. Les régulateurs de type connu comportent un ressort de raideur faible (5N/mm) n'empêchant pas l'ouverture en absence de pression.

La Demanderesse a découvert que, de manière surprenante, un régulateur légèrement modifié permet d'injecter du gasoil dans les cylindres à une pression de fonctionnement du moteur, même en cas de non fonctionnement de l'actuateur électrique d'entraînement de la tige, par exemple en cas de panne électrique. Le fonctionnement en mode dégradé du moteur diesel s'effectue à puissance légèrement réduite, avec un couple maximal réduit, par exemple égal à 0,75 fois le couple disponible lorsque le dispositif d'injection fonctionne normalement, et avec un rendement énergétique dégradé. Avantageusement, le fonctionnement en mode dégradé peut s'effectuer de manière continue pendant plusieurs heures, ou, de manière préférée pendant au moins une dizaine d'heures avec un échauffement acceptable, ne risquant pas une dégradation du moteur.

Ainsi, le dispositif selon la présente invention est particulièrement fiable et permet un fonctionnement robuste.

Le régulateur selon la présente invention comporte des moyens permettant le maintien au repos de la tige dans une position fermée. Avantageusement, lesdits moyens de maintien de la tige sont des moyens de rappel comportant de préférence un ressort. Avantageusement, le ressort est disposé de manière à exercer sur la tige une force en direction opposée à celle exercée par le ressort de fermeture au repos, habituellement disposé dans les régulateurs. Ainsi, selon la présente invention, le régulateur est capable de fonctionner en mode dégradé sans alimentation électrique, l'ouverture du gicleur étant assurée par la pression régnant dans l'accumulateur repoussant la tige lorsque cette pression est suffisante, au vue de la surface sur laquelle elle s'exerce à l'intérieur du régulateur pour repousser la dite tige au vue de la charge en place du ressort de rappel.

Avantageusement, les profils et dimensions du siège du régulateur, formant gicleur sont adaptés de manière à obtenir des pressions de gasoil (fonction du débit à travers ledit régulateur) désirées en fonction de la puissance du moteur et souhait du client. Ainsi, on aura des pressions d'ouvertures et des débits supérieurs pour des moteurs plus puissants, notamment pour gros véhicules, véhicules sportifs, camions et engins off-highway. L'invention a principalement pour objet un régulateur de pression pour accumulateur de gasoil haute pression d'un dispositif d'injection d'un moteur diesel comportant un gicleur de diminution de la pression régnant dans ledit accumulateur, des moyens d'obturation dudit gicleur ainsi qu'un actuateur à commande électrique de fermeture et de maintien dans une position fermée desdits moyens de fermeture du gicleur caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de rappel élastiques des moyens d'obturation du gicleur, vers la position fermée avec une force permettant la régulation de pression de l'accumulateur en cas de panne de Γ actuateur, de manière à ce que la pente de la courbe de la pression en fonction du débit soit inférieure ou égale à 181429 Pa/l/h.

L'invention a également pour objet un régulateur caractérisé en ce que ledit régulateur est un régulateur pour véhicule léger et en ce que ladite pente est inférieure ou égale à 181429 Pa/l/h dans un intervalle de débits compris entre 30 1/h et 100 1/h.

L'invention a également pour objet un régulateur caractérisé en ce que la pente de la courbe de la pression en fonction du débit soit inférieure ou égale à 148571 Pa/l/h. L'invention a également pour objet un régulateur caractérisé en ce que ledit régulateur est un régulateur pour véhicule moyen et en ce que ladite pente est inférieure ou égale à 148571 Pa/l/h dans un intervalle de débits compris entre 60 1/h et 200 1/h. L'invention a également pour objet un régulateur caractérisé en ce que la pente de la courbe de la pression en fonction du débit soit inférieure ou égale à 46 875 Pa/l/h.

L'invention a également pour objet un régulateur caractérisé en ce que ledit régulateur est un régulateur pour poids lourd et que ladite pente est inférieure ou égale à 46 875 Pa/l/h dans un intervalle de débits compris entre 100 1/h et 420 1/h.

L'invention a également pour objet un régulateur caractérisé en ce que l'actuateur est un actuateur électro magnétique et en ce que les moyens de rappel élastiques vers la position fermée comportent un ressort exerçant une force sensiblement dans la même direction que celle exercée par l'actuateur.

L'invention a également pour objet un régulateur caractérisé en ce que les moyens d'obturation comportent une tige et en ce que les moyens de rappel élastiques vers la position fermée comportent un ressort disposé coaxialement avec ladite tige.

L'invention a également pour objet un régulateur caractérisé en ce que une extrémité de la tige de fermeture du gicleur comporte une bille s 'appliquant sur un siège du gicleur. L'invention a également pour objet un régulateur caractérisé en ce que le gicleur forme un angle compris entre 50° et 180° par rapport à l'axe d'un canal susceptible d'être connecté audit accumulateur. L'invention a également pour objet un régulateur caractérisé en ce que le siège a un diamètre compris entre 0,9 et 2,0 mm.

L'invention a également pour objet un régulateur caractérisé en ce que le gicleur est dimensionné de manière à ce que, en absence d'alimentation électrique de l'actuateur, la pression d'ouverture (à 0 1/h) est comprise entre 15 10 6 Pa à plus de 80 10 6 et adaptée au besoin du moteur pour les débits pouvant aller jusqu'à 420 1/h à travers ledit régulateur.

L'invention a également pour objet un régulateur caractérisé en mode normal de fonctionnement par une régulation de pression ainsi qu'une décharge de pression rapide en cas de relâché de la pédale d'accélérateur identiques à celles de régulateur de pression actuellement mis en œuvre.

L'invention a aussi pour objet un dispositif d'injection diesel caractérisé en ce qu'il comporte un accumulateur de gasoil haute pression alimenté par une pompe haute pression, ledit accumulateur étant relié d'une part à une pluralité d'injecteurs haute pression et, d'autre part, à un régulateur.

L'invention a aussi pour objet un moteur diesel caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'injection.

L'invention a aussi pour objet un véhicule caractérisé en ce qu'il comporte un moteur. La présente invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures données comme des exemples non limitatifs et sur lesquelles : la figure 1 est une vue en coupe d'un régulateur de type connu ;

la figure 2 est un diagramme de performance d'un tel régulateur dans le cas normal de fonctionnement

la figure 3 est une vue schématique en coupe de l'exemple préféré de réalisation du régulateur selon la présente invention ;

la figure 4 est un diagramme illustrant les performances du régulateur selon la présente invention en fonctionnement normal et en fonctionnement dégradé ;

la figure 5 est une vue en coupe détaillée de l'exemple préféré de réalisation du régulateur selon la présente invention ;

la figure 6 est une vue schématique en coupe d'un régulateur selon la présente invention ;

- la figure 7 est une vue à plus grande échelle de la partie hydraulique comportant le gicleur du régulateur de la figure 6 ;

la figure 8 est une vue d'un dispositif d'injection selon la présente invention ;

la figure 9 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un véhicule selon la présente invention ; la figure 10 est une vue en perspective avec arrachement partiel, à plus grande échelle, du moteur selon la présente invention du véhicule de la figure 9 ;

la figure 11 est une vue en coupe de l'exemple préféré de réalisation d'un siège mis en œuvre dans le régulateur selon la présente invention, la figure 12 est une vue schématique en coupe selon un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 5 du régulateur représenté sur cette figure 5 ;

la figure 13 est une vue isométrique de régulateur des figures 5 et 12 ; - les figures 14 à 16 sont des diagrammes illustrant des courbes de pression en fonction du débit de carburant pour des régulateurs selon l'invention et en comparaison pour un régulateur de type connu.

La figure 14 correspond à un véhicule léger, la figure 15 pour un véhicule moyen et la courbe 16 correspond à un poids lourd.

Sur les figures 3 à 6, on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes éléments.

Sur la figure 1, on peut voir un régulateur 1 de type connu comportant un gicleur 3 dont une entrée 5 est reliée à l'accumulateur de gasoil sous pression et dont des canaux de sortie 7 basse pression sont susceptibles d'être reliés au réservoir de gasoil du véhicule. Une tige 9 assure, sur commande d'un calculateur, la fermeture du gicleur 3, par exemple en appliquant une bille 11 sur un siège du gicleur 3. Le régulateur 1 comporte un actuateur 13 d'entraînement de la tige 9 vers la position fermée comportant par exemple une bobine fixe et un noyau magnétique solidarisé avec la tige 9.

Le régulateur de type connu comporte, en outre, un ressort de rappel 15 assurant l'ouverture, au repos du régulateur assurant la mise de l'accumulateur à la pression atmosphérique lorsque le moteur est à l'arrêt. Ainsi, la force exercée par Γ actuateur 13, illustrée par la flèche F13 sur la figure 1 est dirigée vers le bas de cette figure alors que la force exercée par le ressort 15, illustrée par la flèche F15 est dirigée vers le haut de la figure 1. En d'autres termes, les forces exercées par l'actuateur et le ressort sont de sens contraires. Cela présente l'inconvénient majeur qu'en cas de défaillance électrique dudit régulateur, celui-ci reste ouvert n'assurant plus le maintien dans l'accumulateur d'une pression minimale nécessaire pour le système d'injection et par conséquent aucun fonctionnement même dégradé n'est possible. Sur la figure 2, on peut voir un diagramme pour le régulateur de type connu exprimant la pression 17 exprimée en 10 5 Pa en fonction du débit 19 exprimé en litres par heure. Sur le diagramme, une zone 21 correspond au fonctionnement électrique permettant la régulation de pression dans l'accumulateur et une zone inférieure 23 dans laquelle la commande de pression n'est pas stable.

Les zones 21 et 23 sont séparées par un segment de droite 25 partant de quelques litres par heure pour une pression de l'ordre de 20...25 10 6 Pa et passant par un point correspondant à un débit de 200 litres par heure et une pression sensiblement égale à 75 10 6 Pa. Sur les figures 3, 5 et 6, on peut voir un régulateur 1 selon l'invention comportant un gicleur 33 dont l'entrée 35 est reliée à l'accumulateur de gasoil sous pression et dont les canaux de sortie 37 basse pression sont susceptibles d'être reliés au réservoir de gasoil du véhicule. Une tige 39 assure, sur commande d'un calculateur, la fermeture du gicleur 33, par exemple en appliquant une bille 41 sur un siège du gicleur 33. Le régulateur 31 comporte un actuateur 43 d'entraînement de la tige 39 vers la position fermée comportant par exemple une bobine fixe 57 et un noyau magnétique 55 solidarisé avec la tige 39. Le régulateur selon l'invention, comporte en outre, un ressort de rappel 45 assurant une force de fermeture du régulateur assurant la génération d'une pression dans l'accumulateur en cas de panne électrique. Ainsi, la force exercée par Γ actuateur 43, illustrée par la flèche F43 sur la figure 3, de même que la force exercée par le ressort 45, illustrée par la flèche F45 sur cette figure, sont dirigées vers le bas. En d'autres termes, les forces exercées par l'actuateur 43 et le ressort 45 sont de même sens.

Sur la figure 4, on peut voir un diagramme de régulation d'un exemple de réalisation de régulateur selon la présente invention destiné aux camions. Il est bien entendu que les pressions et les débits à obtenir sont fonction du type de fonctionnement désiré du moteur diesel. Sur la figure 4, on a exprimé la pression 47 exprimée en 10 5 Pa en fonction du débit 49 exprimé en litre par heure. Une zone supérieure 51 permet la régulation de la pression typiquement à l'aide de l'actuateur 43. Une zone inférieure 53 non utilisée ne permet pas une régulation de pression par le régulateur de pression. Les zones 51 et 53 sont séparées par un segment de droite 54 reliant le point défini par un débit de quelques litres par heure et une pression de l'ordre de 80 10 6 Pa au point défini par un débit de 420 litres à l'heure et une pression sensiblement égale à 120 10 6 Pa. La pression nominale de fonctionnement (mode normal, non dégradé) peut varier de 1,8 10 8 à 2,7 10 8 Pa.

Il est à noter que le segment de droite 54 correspond au fonctionnement du régulateur commandé uniquement par le ressort 45, l'actuateur 43 n'étant pas alimenté.

Il est avantageux d'optimiser le régulateur selon l'invention d'une part pour le fonctionnement normal du régulateur, avec alimentation électrique, sur commande, de l'actuateur 43 et, d'autre part, pour au moins un cas de fonctionnement en défaillance. Ce dernier est paramétré selon le cahier de charges du véhicule à équiper.

Des exemples préférés de fonctionnement d'un régulateur pour diverses applications sont donnés ci-après :

Pour un véhicule particulier (léger), le segment de droite 54 va, de manière préférée entre un débit de 2 litres par heure, à une pression 15 à 25 10 6 Pa, à un débit de 100 litres par heure pour une pression 50.10 6 Pa Pour un tel véhicule, on recherche habituellement, pour diminuer le bruit de fonctionnement, au ralenti, en fonctionnement normal (régulé) une pression dans l'accumulateur 65 comprise entre l,5xl0 7 Pa et 3xl0 7 Pa pour un débit de carburant compris entre 0 et 70 1/h. La pression dans l'accumulateur 65 en fonctionnement dégradé doit permettre de rouler sur une courte distance de manière à permettre au véhicule de rejoindre par ses propres moyens un atelier de réparation.

Sur la figure 14, on a illustré :

- en 25.1 le fonctionnement en mode dégradé d'un véhicule léger de type connu ;

- en 54.1 le fonctionnement à basse pression et faible pente, d'un exemple de régulateur selon l'invention ;

- en 54.2 le fonctionnement préféré d'un régulateur selon l'invention pour véhicule léger et

- en 54.3 le fonctionnement en mode dégradé d'un régulateur selon l'invention pour véhicule léger fonctionnant à pression plus élevée et avec une pente de la pression en fonction du débit plus élevé.

La courbe 25.1 part d'un débit de 10 1/h pour une pression nulle (régulateur ouvert) pour arriver à un débit de 100 1/h pour une pression 8,48 x 10 6 Pa ne permettant pas à un véhicule équipé d'une tel régulateur de rouler.

La courbe 54.1 part d'un débit de 1 1/h pour une pression de 5,6 x 10 6 Pa et devient sensiblement linaire entre un débit de 301/h pour une pression de 1,01 x 10 7 Pa et un débit de 1001/h pour une pression de 1,5 x 10 7 Pa ; ce qui correspond à une pente de 70 000 Pa/l/h. En d'autres termes, pour une augmentation de débit d'un litre par heure, la pression augmente de 70 000 Pa.

La courbe 54.2 part d'un débit de 1 1/h pour une pression de 1,85 x 10 7 Pa et est sensiblement linaire d'un débit de 301/h pour une pression de 2,48 x 10 7 Pa jusqu'à un débit de 1001/h pour une pression de 3,75 x 10 7 Pa ; ce qui correspond à une pente de 181429 Pa/l/h.

La courbe 54.3 part d'un débit 1 1/h pour une pression de 2,71 x 10 7 Pa et est sensiblement linaire entre un débit de 30 1/h pour une pression de 4,01 x 10 7 Pa et un débit de 100 1/h pour une pression de 6,01 x 10 7 Pa ; ce qui correspond à une pente de 285714 Pa/l/h.

La courbe 54.2 correspond aux valeurs suivantes : diamètre siège : 1 ,2 mm

diamètre prétrou : 0,8 mm

angle siège : 80°

diamètre de contact bille/piston : 1,57 mm

- Pression ouverture : 1,75 x 10 7 Pa

Raideur : 50 N/mm

La zone comprise entre les courbes 54.1 et 54.3 correspond aux intervalles de valeurs suivantes : diamètre siège compris entre 0,5 et 1,5 mm

diamètre prétrou compris entre 0,5 et 1,5 mm

angle siège compris entre 30 et 180°

diamètre de contact bille/piston compris entre 0,5 et 3.0 mm

- pression ouverture comprise entre 5xl0 6 et 2,5 x 10 7 Pa

raideur comprise entre 5 et 300N/mm

Pour une grosse berline, le segment de droite 54 va, de manière préférée entre un débit de 2 litres par heure, à une pression 15 à 25 10 6 Pa, à un débit de 200 litres par heure pour une pression 70.10 6 Pa

Pour un véhicule brake, le segment de droite 54 va, de manière préférée entre un débit de 2 litres par heure, à une pression 15 à 25 10 6 Pa, à un débit de 200 litres par heure pour une pression 70.10 6 Pa

Pour une camionnette, le segment de droite 54 va, de manière préférée entre un débit de 2 litres par heure, à une pression 25 à 30 10 6 Pa, à un débit de 100 litres par heure pour une pression 50.10 6 Pa. La figure 15 illustrant le fonctionnement d'un véhicule moyen.

La courbe 25.2 correspondant à un régulateur de type connu, et ne permettant pas un fonctionnement stable part d' un débit de 10 1/h pour une pression nulle pour arriver à un débit de 200 1/h pour une pression de 3,42 x 10 7 Pa. La courbe 25.2 n'est pas linaire et correspond à une croissance rapide de la pression avec le débit, ladite croissance augmente elle-même quand le débit croît notamment au-delà de 120 1/h.

La courbe 54.4 illustre un fonctionnement à basse pression et avec une pente nulle sur la majeure partie des débits d'un régulateur selon l'invention. La courbe 54.4 part de 2 1/h pour une pression de 2,61 x 10 7 Pa passe par un débit de 10 1/h avec une pression de 2,69 x 10 7 Pa ; puis la croissance de la pression est négligeable jusqu'à un débit de 200 1/h, débit pour lequel la pression est égale à 2,75 x 10 7 Pa. La courbe 54.5 correspond au fonctionnement dégradé de l'exemple préféré de réalisation d'un régulateur selon l'invention pour un véhicule moyen. La courbe

54.5 commence à un débit de 2 1/h pour une pression de 3,45 x 10 7 Pa passe par un débit de 60 1/h pour une pression de 4,35 x 10 7 Pa puis est sensiblement linaire jusqu'à un débit de 200 1/h pour une pression dans l'accumulateur de 5,19 x 10 7 Pa ; ce qui correspond à une pente de 60 000 Pa/1 / h.

La courbe 54.6 illustre le fonctionnement en mode dégradé, à pression élevée avec une pente non négligeable d'un régulateur selon la présente invention. La courbe

54.6 commence à un débit de 11/h pour une pression de 4,21 x 10 7 Pa, passe par un débit de 601/h pour une pression de 5,86 x 10 7 Pa et se termine à un débit de 200

1/h pour une pression de 7,94 x 10 7 Pa. Pour des débits supérieurs à 601/h, la pente est sensiblement égale à 148571 Pa/l/h.

La courbe 54.5 correspond aux valeurs suivantes : diamètre siège : 1 ,6 mm

diamètre prétrou : 1,2 mm

angle siège : 70°

diamètre bille : 1 ,95 mm

- pression ouverture : 3,25 x 10 7 Pa

raideur : 30 N/mm

La zone comprise entre les courbes 54.4 et 54.6 correspond aux intervalles de valeurs suivants : diamètre siège compris entre 0,8 et 2,0 mm

diamètre prétrou compris entre 0,5 et 2,0 mm

angle siège compris entre 30 et 180°

diamètre de contact bille/piston compris entre 0,8 et 4.0 mm

7 7

- pression ouverture comprise entre 2,5 x 10 et 4 x 10 Pa

raideur comprise entre 5 et 300N/mm

Pour une voiture de course, le segment de droite 54 va, de manière préférée entre un débit de 2 litres par heure, à une pression 50 à 70.10 6 Pa, à un débit de 200 litres par heure pour une pression 120.10 6 Pa

Pour un camion léger, le segment de droite 54 va, de manière préférée entre un débit de 2 litres par heure, à une pression 30 à 35 10 6 Pa, à un débit de 150 litres par heure pour une pression 60.10 6 Pa

Pour un camion moyen, le segment de droite 54 va, de manière préférée entre un débit de 2 litres par heure, à une pression 30 à 60 10 6 Pa, à un débit de 150 litres par heure pour une pression 60.10 6 Pa Pour un camion lourd ou engins off-highway , le segment de droite 54 va, de manière préférée entre un débit de 2 litres par heure, à une pression 50 à 80 10 6 Pa, à un débit de 250 à 420 litres par heure pour une pression 70 à 120.10 6 Pa.

Sur la figure 16 on a illustré le fonctionnement en mode dégradé d'un engin lourd tel qu'un camion lourd ou un engin dit off-highway.

La courbe 25.3 illustre le fonctionnement dégradé d'un régulateur de type connu. La courbe 25.3 commence à un débit de 10 1/h pour une pression de 1,25 x 10 5 Pa et augmente rapidement passant par un débit de 200 1/h pour une pression de 3,42 x 10 7 Pa pour atteindre un débit de 420 1/h pour une pression de 1,54 x 10 8 Pa. Le distributeur de type connu correspondant à la courbe 25.3 est ouvert au repos.

La courbe 25.3 correspond aux valeurs suivantes : - diamètre siège : 0,98 mm

diamètre prétrou : 0,625 mm

angle siège : 70°

diamètre de contact bille/piston : 1,196 mm

raideur ressort : 5N/mm

- pression ouverture : OPa (ouvert par défaut) Sur la figure 16, on a représenté sur la courbe 25.4 le comportement d'un distributeur analogue au distributeur de type connu auquel on a ajouté un ressort assurant sa fermeture au repos pour permettre au camion de mieux avancer en mode dégradé. La courbe 25.4 est sensiblement parallèle à la courbe 25.3 et commence avec un débit de 2 1/h pour une pression de 8,66 x 10 7 Pa et se termine avec un débit de 404 1/h pour une pression de 3 x 10 8 Pa. On voit que la courbe 25.4 correspond à des montées en pression avec le débit qui sont inutiles et dangereuses, car d'une part on augmente inutilement la puissance dissipée thermiquement par l'écoulement et d'autre part la pression risque d'excéder la pression maximale admissible par le système d'injection diesel.

La courbe 25.4 correspond aux valeurs suivantes : - diamètre siège : 0,98 mm

diamètre prétrou : 0,625 mm

angle siège : 70°

diamètre de contact bille/piston : 1,196 mm

raideur ressort : 5N/mm

- pression ouverture : 8 x 10 7 Pa

La courbe 54.7 ayant une pente sensiblement nulle correspond au fonctionnement en mode dégradé à faible pression d'un poids lourd selon l'invention. La courbe débute à un débit de 4 1/h pour une pression de 5,13 x 10 7 Pa passe par un débit de 11 1/h pour une pression 5,18 x 10 7 Pa et se termine à un débit de 420 1/h pour une pression de 5,24 x 10 7 Pa.

La courbe 54.8 correspond à l'exemple préféré de fonctionnement dégradé à pression intermédiaire d'un poids lourd selon l'invention. La courbe 54.8 commence à un débit de 3 1/h pour une pression de 8,39 x 10 7 Pa et devient sensiblement linaire entre 50 1/h pour une pression de 9,25 x 10 7 Pa jusqu'à un débit de 420 1/h pour une pression de 10 8 Pa. Entre les débits de 50 1/h et de 420 1/h la courbe 54.8 a une pente faible de 20 270 Pa/l/h. La courbe 54.9 correspond au fonctionnement en mode dégradé à haute pression d'un poids lourd selon l'invention. La courbe 54.9 commence à un débit de 3 1/h pour une pression de 1,24 x 10 8 Pa et devient sensiblement linaire entre un débit de 100 1/h pour une pression 1,35 x 10 8 Pa et un débit de 420 1/h pour une pression de 1,5 x 10 8 Pa. Entre ces débits de 100 1/h et 420 1/h la courbe 54.9 a une pente de 46875 Pa/l/h.

La courbe 54.8 correspond aux valeurs suivantes : diamètre siège : 2.0 mm

- diamètre prétrou : 1,85 mm

angle siège : 125°

diamètre bille : 4,33 mm

pression ouverture : 8,5 x 10 7 Pa

raideur : 80 N/mm La zone comprise entre les courbes 54.7 et 54.9 correspondent aux intervalles des valeurs suivantes : diamètre siège compris entre 1,3 et 3,0 mm

- diamètre prétrou compris entre 0,5 et 3.0 mm

angle siège compris entre 30 et 180°

diamètre de contact bille/piston compris entre 1,2 et 5.0 mm

7 8

pression ouverture comprise entre 5 x 10 et 1,2 x 10 Pa

raideur comprise entre 5 et 300N/mm

Comme on peut le constater la limitation de la pression dans le rail 65 non seulement permet un fonctionnement en défaillance plus stable, évite le risque de surpression préjudiciable au système d'injection de carburant mais permet encore de réduire la puissance dissipée thermiquement par le gazoil. En effet, la puissance dissipée thermiquement due à un fluide (carburant) chaud se déchargeant du rail 65 à pression P dans le circuit retour par le siège du régulateur circulant à un débit donné (qui retourne ensuite au réservoir) est donnée par la formule W = roXCpXDeltaT X Q

Ro : masse volumique du carburant

Cp : capacité calorifique

Delta T : échauffement du fluide (différence entre température dans réservoir et température en sortie du régulateur)

Exemple numérique :

- Pression P de fonctionnement en défaillance : 1,4 x 10 8 Pa

- Température réservoir : 70°C

- Température sortie régulateur : 143°C

- Delta Température : (143-70) =73K

- Q = 3601/h

- Ro = 780 kg/m 3

- Cp = 2225 J/kg/K

ce qui donne une puissance W de 13kW.

Avec un régulateur de type connu, la pression à un débit de 360 1/h serait de 2,6 x 10 8 Pa avec une puissance W de 22 kW.

Il est bien entendu que les courbes 54.1 à 54.9 peuvent, si des débits de carburant supérieurs étaient nécessaires, être prolongées vers la droite des figures 14 à 16 de manière sensiblement linaire sans sortir du cadre de la présente invention. Dans l'exemple préféré de réalisation du régulateur selon la présente invention, la tige 39 est rappelée vers la position fermée du gicleur par un ressort hélicoïdale coaxial à cette tige prenant appui d'une part, de préférence, sur le corps du régulateur et, d'autre part sur un noyau magnétique 55 solidarisé avec la tige 39 ou sur l'extrémité de cette tige. Dans l'exemple illustré, l'actuateur 43 est constitué par une bobine 57, avantageusement coaxiale à la tige 39 attirant lorsqu'elle est parcourue par un courant électrique le noyau magnétique 55 entraînant la tige 39. Le guidage du ressort est assuré soit dans le corps du régulateur soit sur le noyau magnétique. Il est bien entendu que la mise en œuvre d'autres actuateurs comme par exemple des actuateurs piézoélectriques ou autres ne sortent pas du cadre de la présente invention.

Il est bien entendu que la mise en œuvre d'autres moyens de rappel, de la tige 39 vers la position fermée, électrostatique élastique ou autre ne sort pas du cadre de la présente invention. Dans un tel cas, la courbe séparant 54 entre les zones 51 et 53 n'est pas nécessairement un segment de droite.

Sur la figure 7, on voit l'exemple préféré de réalisation de la partie hydraulique composé d'un gicleur 33 mis en œuvre dans un régulateur 31 selon la présente invention. La partie hydraulique comporte une tige 39 d'extrémité 59 assurant le guidage d'une bille 41 laquelle assure l'étanchéité en état fermé sur une pièce formant siège hydraulique sensiblement tronconique 61 prolongée par le canal de sortie 47 connecté à l'accumulateur. Comme il a été précédemment indiqué, la pression du régulateur en fonction du débit est optimisée pour le fonctionnement du moteur en mode dégradé. Par exemple, la pression régnant dans l'accumulateur (en absence d'alimentation électrique) est égale à 15 à 80.10 6 Pa. La force du ressort 45 est choisie de manière à ce que le gicleur soit fermé (en absence d'alimentation électrique) pour des pressions de 15 à 80.10 6 Pa (pressions d'ouverture). Par exemple, on met en œuvre un ressort ayant une raideur comprise entre 5 N/mm et 300 N/mm. Une augmentation de la raideur du ressort contribue à la stabilité du régulateur de pression en mode normal alors qu'une diminution de cette raideur favorise la limitation de la pression régnant dans l'accumulateur en mode dégradé.

Le siège 61 forme avantageusement un angle compris entre 50 et 180° pour assurer la stabilité de la régulation de pression. Le diamètre du siège est avantageusement compris entre 0,9 mm et 2mm. Une augmentation du diamètre du gicleur respectivement du siège permet d'assurer en mode dégradé des pressions faibles à des débits de gasoil importants au prix d'une augmentation de l'effort du ressort lors de l'établissement de l'étanchéité. Le diamètre du siège (non représenté) dépend de l'angle et du diamètre de la bille 41. Avantageusement, on limite l'encombrement de la bille qui doit, de préférence, être inférieur à quelques mm.

Il est bien entendu que la mise en œuvre d'autres types de gicleurs, par exemple de gicleurs sans bille, par exemple du type dans laquelle l'extrémité 59 de la tige 39 s'applique directement sur le siège (notamment extrémité 59 plate, arrondie ou autre) ne sort pas du cadre de la présente invention.

La pression d'ouverture du clapet du gicleur correspond au niveau minimal de pression acceptable

- pour le (re)-démarrage du moteur en cas de défaillance électrique du régulateur de pression

- pour le fonctionnement dégradé du moteur en cas de défaillance électrique du régulateur de pression. Elle varie par exemple de 15 10 6 Pa à plus de 80 10 6 Pa. Toutefois, cette pression maximale ne doit pas trop limiter le domaine de régulation en mode normal en dessous du segment de droite 54. Il est à noter que le régulateur selon la présente invention permet non seulement de suppléer à une défaillance électrique de ce régulateur telle qu'entraînée par une rupture du faisceau de câble du calculateur moteur, mais également un cas combiné à une défaillance d'une unité de dosage de la pompe haute pression (défaillance électrique ou blocage mécanique). Dans ce cas de double défaillance, le régulateur selon la présente invention permet, le fonctionnement en mode dégradé du moteur jusqu'à des débits par le régulateur pouvant atteindre 420 1/h. Au-dessus du segment 54, il est à noter que le régulateur selon la présente invention permet en mode normal de fonctionnement une régulation de pression ainsi qu'une décharge de pression rapide en cas de relâché de la pédale d'accélérateur identiques à celles de régulateur de pression actuellement mis en œuvre. En outre, un régulateur selon la présente invention peut être facilement fabriqué à partir des régulateurs de pression déjà mis en œuvre avec une grande maîtrise des dispersions de pression d'ouverture et avec une faible dérive en cours du temps.

La présente invention a également pour objet un véhicule 63, tel que par exemple illustré sur la figure 9, comportant un moteur 67 diesel tel que mieux visible sur la figure 10.

L'invention a pour objet non seulement les véhicules légers, tels qu'illustrés sur la figure 9, mais également des camionnettes, camions ou engins off-highway comme des engins de chantier ou des bateaux. Le véhicule 63 comporte un réservoir 69 relié par une liaison basse pression 71 à une pompe haute pression 73 avantageusement à travers un filtre à carburant 75. La sortie de la pompe haute pression 73 est reliée par une liaison haute pression 77 à un accumulateur ou rail 65. Un régulateur 31 selon la présente invention est disposé, avantageusement, à une extrémité de l'accumulateur 65 muni par ailleurs d'un capteur de pression 79 relié par une liaison électrique à un calculateur électronique EDC 81. L'accumulateur 65 est relié par des liaisons haute pression 77 à une pluralité d'injecteurs 83 (typiquement un par cylindre 85). Avantageusement, le moteur comporte en outre, un débitmètre massique d'air 87 relié au calculateur 81, un capteur de vitesse 89 d'un vilebrequin 91, un capteur 93 de température du liquide de refroidissement du moteur 67 et une pédale d'accélérateur munie d'un capteur de position de ladite pédale. La présente invention s'applique notamment à l'industrie automobile et du poids lourd.

La présente invention s'applique principalement à l'industrie du moteur diesel. NOMENCLATURE

1 Régulateur

3 Gicleur

5 Entrée

7 Canal de sortie

9 Tige

11 Bille

13 Actuateur

15 Ressort

17 Pression

19 Débit

21 Zone de régulation

23 Zone instable

25 Segment de droite

31 Régulateur

33 Gicleur

35 Entrée

37 Canal de sortie

39 Tige

41 Bille

43 Actuateur

45 Ressort

47 Pression

49 Débit

51 Zone de régulation

53 Zone non utilisée

54 Segment de droite

55 Noyau magnétique

57 Bobine

59 Extrémité de la tige

61 Siège

63 Véhicule

65 Accumulateur / rail

67 Moteur

69 Réservoir

71 Liaison basse pression

73 Pompe HP

75 Filtre à carburant

77 Liaison haute pression

79 Capteur de pression

81 Calculateur

83 Injecteurs

85 Cylindres

87 Débitmètre

89 Compteur vitesse vilebrequin

91 Vilebrequin

93 Capteur de température

95 Pédale d'accélérateur