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Patent 2735534 Summary

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Claims and Abstract availability

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  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2735534
(54) English Title: DEVICE FOR ANALYZING THE STEP-BY-STEP INJECTION RATE PROVIDED BY A FUEL INJECTION SYSTEM USED IN A HIGH POWER HEAT ENGINE
(54) French Title: DISPOSITIF PERMETTANT D'ANALYSER LE DEBIT D'INJECTION COUP PAR COUP FOURNI PAR UN SYSTEME D'INJECTION DE CARBURANT UTILISE DANS UN MOTEUR THERMIQUE DE FORTE PUISSANCE
Status: Dead
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • F02M 65/00 (2006.01)
  • G01F 9/00 (2006.01)
(72) Inventors :
  • SCHMIDT, FRANCOIS (France)
(73) Owners :
  • EFS SA (Not Available)
(71) Applicants :
  • EFS SA (France)
(74) Agent: FASKEN MARTINEAU DUMOULIN LLP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2009-07-21
(87) Open to Public Inspection: 2010-03-11
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2009/051455
(87) International Publication Number: WO2010/026322
(85) National Entry: 2011-02-28

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
08/04885 France 2008-09-05

Abstracts

English Abstract

The invention relates to a device that includes: a first chamber (3) for measuring a constant volume, and in which the fuel is injected; pressure (5a, 5b) and temperature (6) sensors associated with said first chamber (3); and a second measuring chamber (8) located downstream from the first, into which the fuel drained from the first chamber is sent. The volume of the second chamber (8) varies according to the movement of a piston (11), the movement of which is measured by means of a sensor (13). One or more additional measuring chambers (8a, 8b, 8n) of variable volumes are connected in parallel with the second chamber (8) and also receive the fuel drained from the first chamber (3), the volumes received in said different chambers being added up to obtain the total volume supplied for a single injection step. The device can be used for high injection rates.


French Abstract



Le dispositif comprend une première chambre de mesure (3) de
volume constant dans laquelle est injecté le carburant, des capteurs de
pression
(5a, 5b) et de température (6) associés à cette première chambre (3), et une
seconde chambre de mesure (8) située en aval de la première, dans laquelle est
envoyé le carburant vidangé lors de la première chambre.



Le volume de la seconde chambre (8) est variable selon le déplacement d'un
piston (11) dans le déplacement est mesuré à l'aide
d'un capteur (13). Une ou plusieurs chambres de mesure supplémentaires (8a,
8b,... 8n), de volume variable, sont montées en
parallèle avec la seconde chambre (8) et reçoivent aussi le carburant vidangé
lors de la première chambre (3), les volumes reçus
dans ces différentes chambres étant additionnés pour obtenir le volume total
délivré pour un coup d'injection. Ce dispositif
s'applique aux gros débits d'injection.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.



12

REVENDICATIONS

1. Dispositif permettant d'analyser le débit d'injection coup par
coup fourni par un système d'injection utilisé dans un moteur thermique, le
dispositif comprenant :
- une première chambre de mesure (3) de volume constant dans
laquelle est injecté le carburant, un capteur de pression (5a, 5b) et un
capteur
de température (6) étant associés à cette première chambre de mesure (3)
pour mesurer respectivement la pression et la température régnant dans ladite
première chambre de mesure (3),
- des moyens (7, 9) pour vidanger au moins partiellement la
première chambre de mesure (3),
- en aval de la première chambre de mesure (3), une seconde
chambre de mesure (8) dans laquelle est envoyé le carburant vidangé hors de
la première chambre de mesure (3), le volume de la seconde chambre de
mesure (8) étant variable selon le mouvement d'un piston (11) dont le
déplacement est mesuré à l'aide d'un capteur de déplacement (13),
- une section électronique pilotant le dispositif et analysant les
informations reçues des capteurs, de telle sorte que la vidange partielle de
la
première chambre de mesure (3) après injection soit faite jusqu'à retrouver
dans cette première chambre de mesure (3) la pression régnant dans celle-ci
avant l'injection,
caractérisé en ce qu'au moins une chambre de mesure
supplémentaire (8a, 8b, ... 8n), dont le volume est variable selon le
mouvement
d'un piston (11a, 11b, ... 11n) dont le déplacement est mesuré à l'aide d'un
capteur de déplacement (13a, 13b, ... 13n), est montée en aval de la première
chambre de mesure (3), en parallèle avec la seconde chambre de mesure (8),
de sorte que le carburant vidangé hors de la première chambre de mesure (3)
est reçu dans la seconde chambre de mesure (8) et/ou dans la ou chaque
chambre de mesure supplémentaire (8a, 8b, ... 8n), la section électronique
étant prévue pour mesurer et additionner les volumes reçus, pour chaque
injection, par la seconde chambre de mesure (8) et par la ou les chambres de
mesure supplémentaires (8a, 8b, ... 8n), de manière à obtenir un volume total
correspondant à la quantité de carburant délivrée pour un coup d'injection.


13
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la
section électronique est prévue pour commander de manière synchrone la
vidange de la première chambre de mesure (3) dans la seconde chambre de
mesure (8) et dans la ou les chambres de mesure supplémentaires (8a, 8b, ...
8n), autrement dit dans toutes les chambres de mesure de volume variable.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la
section électronique est prévue pour commander de façon séparée et
notamment séquentielle la vidange de la première chambre de mesure (3)
dans la seconde chambre de mesure (8) et dans la ou les chambres de mesure
supplémentaires (8a, 8b, ... 8n), autrement dit dans les différentes chambres
de mesure de volume variable.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce
que la seconde chambre de mesure (8) et la ou les chambres de mesure
supplémentaires (8a, 8b, ... 8n) sont toutes identiques et, en particulier, de

même capacité maximale et de même section, qui correspond aussi à la
section du piston (11, 11a, 11b, ... 11n).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce
que, parmi la seconde chambre de mesure (8) et la ou les chambres de
mesure supplémentaires (8a, 8b, ... 8n), il existe au moins une chambre de
mesure de plus grande capacité que les autres et au moins une chambre de
mesure de plus petite capacité que les autres, donc au moins deux chambres
de mesure de capacités et en particulier de sections différentes, la section
électronique étant prévue pour piloter l'une et/ou l'autre de ces chambres de
mesure en fonction des quantités unitaires de carburant injectées à chaque
coup.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce
que le capteur de pression, associé à la première chambre de mesure (3) de
volume constant, comporte un convertisseur de pression dynamique (5a) et un
convertisseur de pression statique (5b).

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.



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1
Dispositif permettant d'analyser le débit d'iniection coup par coup fourni
par un système d'iniection de carburant utilisé dans un moteur thermique
de forte puissance.

La présente invention concerne un dispositif permettant d'analyser
le débit d'injection coup par coup fourni par un système d'injection de
carburant
utilisé dans un moteur thermique. Les systèmes d'injection concernés sont
notamment ceux équipant les moteurs diésel. L'invention ici décrite
s'applique,
plus particulièrement, à des systèmes d'injection utilisés dans des moteurs de
forte puissance, donc des systèmes d'injection à fort débit de carburant.
On connaît déjà des dispositifs de mesure conçus pour permettre
aux constructeurs de systèmes d'injection et de moteurs thermiques d'effectuer
la mise au point des injecteurs ainsi que les réglages et les vérifications de
conformité en cours de fabrication et lors de l'installation de ces systèmes
pour
leur utilisation finale. Ces dispositifs de mesure sont utilisés en
conjonction
avec un banc d'essai spécifique, dont le rôle est principalement d'entraîner
en
rotation une pompe d'injection et de supporter les différents éléments du
système d'injection en cours de test. Les mesures faites avec ce genre de
dispositifs doivent permettre de connaître à la fois précisément les valeurs
de
volumes de carburant injectés et les temps ou angles d'injection.
A cet effet, on connaît déjà par le brevet français FR 2795139 A ou
son équivalent le brevet européen EP 1187987 131, au nom du Demandeur, un
dispositif permettant d'analyser instantanément le débit d'injection coup par
coup fourni par un système d'injection utilisé dans un moteur thermique, ce
dispositif se caractérisant essentiellement par la combinaison de deux
chambres de mesure.
Ainsi, le dispositif ici évoqué comporte une première chambre de
mesure qui est un chambre de volume constant dans laquelle est injecté le
carburant, chambre à laquelle sont associés un capteur de pression et un
capteur de température qui mesurent respectivement la pression et la
température régnant dans cette chambre, ainsi que des moyens permettant de
vidanger au moins partiellement ladite première chambre de mesure.
Ce dispositif comporte aussi, en aval de la première chambre de
mesure, une seconde chambre de mesure dans laquelle est envoyé le
carburant vidangé hors de la première chambre de mesure, le volume de la


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seconde chambre de mesure étant variable selon le mouvement d'un piston
dont le déplacement est mesuré à l'aide d'un capteur de déplacement.
Une section électronique pilote l'ensemble du dispositif, ladite
section analysant aussi les informations reçues des différents capteurs.
Le principe de fonctionnement de ce dispositif est le suivant :
Lorsque le dispositif est prêt à effectuer une mesure, c'est-à-dire
lorsque du carburant est présent dans les deux chambres de mesure et qu'une
pression de consigne prédéterminée règne dans la première chambre de
mesure, une injection est réalisée. Celle-ci provoque une augmentation de la
pression dans la première chambre de mesure, liée à la quantité de carburant
injectée, aux caractéristiques du carburant, aux conditions d'environnement et
notamment la température et la pression initiale, et au volume de la chambre.
A
la fin de l'injection, le carburant contenu dans la première chambre de mesure
est partiellement vidangé dans la seconde chambre de mesure, la pression
dans la première chambre de mesure étant ainsi ramenée à sa valeur initiale
de consigne et cette première chambre étant prête alors à recevoir une
nouvelle injection. Le carburant qui arrive dans la seconde chambre de mesure
fait augmenter le volume de cette seconde chambre de mesure, en poussant le
piston. Le déplacement du piston est mesuré et, connaissant le diamètre du
piston, une partie de la section électronique calcule le volume exact du
carburant. Cette deuxième mesure permet à la section électronique de calibrer,
à tout instant et très exactement, les mesures qui sont faites par la première
chambre de mesure.
Dans une forme de réalisation avantageuse du dispositif, décrite
dans les documents de brevets précités, une électrovanne rapide pilotée par
une partie de la section électronique, et un déverseur, sont disposés entre
les
deux chambres de mesure pour vidanger partiellement la première chambre de
mesure après une injection jusqu'à retrouver dans cette première chambre de
mesure la pression qui régnait dans celle-ci avant l'injection considérée.
Dans
ce cas, la section électronique comporte encore avantageusement une fonction
de compensation, permettant de tenir compte d'une éventuelle différence de
pression dans la première chambre de mesure après deux vidanges
successives.
Le terme carburant , ici employé pour qualifier le fluide utilisé
dans le dispositif, en particulier le fluide remplissant les deux chambres de
mesure et aussi le fluide injecté, désigne un véritable carburant ou, de


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préférence, un fluide qui présente des caractéristiques hydrauliques proches
de celles d'un carburant mais avec une température de point d'éclair bien plus
élevée que celle d'un carburant, afin de minimiser les risques d'incendie et
d'explosion.
Dans l'ensemble, la première chambre de mesure, de volume
constant, permet de fournir avec précision la forme de l'injection, tandis
que
la seconde chambre de mesure, de volume variable, permet de mesurer la
quantité de carburant injectée. Le traitement effectué dans la section
électronique permet de compenser les défauts de chacune des mesures par
les qualités de l'autre.
Le dispositif existant, rappelé ci-dessus, est plus particulièrement
adapté à des injecteurs qui délivrent une quantité de carburant faible ou
moyenne, typiquement jusqu'à 100 litres par heure.
Pour la mise au point d'injecteurs et de moteurs de forte puissance,
tels que ceux utilisés pour la propulsion des navires ou pour l'entraînement
de
groupes électrogènes de grande taille, il est nécessaire de pouvoir effectuer
des mesures de débit d'injection instantané, coup par coup, pour des débits
plus importants.
La réalisation à cet effet d'un dispositif de mesure de plus grande
taille, simplement homothétique du dispositif connu rappelé ci-dessus, se
heurte à des difficultés pour réaliser la seconde chambre de mesure, c'est-à-
dire la chambre de volume variable qui sert à effectuer une mesure volumique
par l'intermédiaire du déplacement d'un piston.
Pour la première chambre de mesure, qui est de volume constant
et sert à réaliser une mesure instantanée de l'augmentation de pression
pendant l'injection dans ce volume déjà rempli de fluide, il n'existe pas de
difficulté technique à en augmenter simplement les dimensions pour l'adapter à
un débit plus important. Au lieu d'un volume typiquement inférieur à un litre,
propre aux réalisations antérieures, il est aisé de prévoir un volume de
valeur
supérieure, adaptée à la pompe d'injection et/ou à l'injecteur qui se trouve
en
essai. La valeur de ce volume est à déterminer de manière à obtenir une
augmentation typique de la pression de quelques bars ou dizaines de bars,
dans la première chambre de mesure, au cours d'une seule injection, ce qui
conduit à un volume typique de quelques litres ou dizaines de litres pour
cette
chambre, sans que ces valeurs soient limitatives. Ainsi, il n'y aurait pas
d'inconvénient de principe à utiliser des volumes encore beaucoup plus


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importants, si nécessaire, pour mesurer de très gros débits instantanés. La
réalisation d'un tel volume reste en effet simple, et ne pose pas de problème
technique particulier. Elle peut éventuellement impliquer de réaliser une
pièce
relativement épaisse donc lourde, du fait qu'elle doit résister à une pression
interne pouvant s'élever typiquement jusqu'à 200 bars, mais ces conditions ou
exigences ne sont pas inhabituelles pour une instrumentation du type ici
concerné. De plus, s'agissant de réaliser une chambre de volume constant,
sans pièce mobile ni autre élément délicat, cette pièce ne sera pas coûteuse
et
elle sera particulièrement robuste, quel que soit son volume intérieur.
Par contre, en ce qui concerne la seconde chambre de mesure de
volume variable avec piston intérieur, des difficultés se présentent car cette
chambre doit répondre à des impératifs techniques très stricts, dont les
principaux sont les suivants :
- Le piston doit coulisser parfaitement, sans blocage ni fuites,
dans le cylindre qui délimite la chambre de mesure, alors que la température
globale de cette chambre est en général maintenue relativement basse,
typiquement entre 40 et 70 C, mais que la température instantanée au niveau
du nez de l'injecteur est élevée et peut dépasser 200 C pour les systèmes
d'injection modernes à très haute pression, typiquement supérieure à 2000
bars.
- Le piston doit être le plus léger possible afin de réagir
rapidement aux variations de volume résultant de la vidange de carburant dans
la chambre de mesure, ce qui conduit à réaliser le piston avec une
conformation creuse et avec une épaisseur de paroi très faible.
- L'ensemble constitué par le cylindre qui délimite la chambre de
mesure, et par le piston monté coulissant dans ce cylindre, doit cependant
être
très robuste pour supporter sans dommages de très nombreux cycles
d'injections de carburant, donc de remplissage/vidange de cette chambre de
mesure avec déplacement du piston.
On réalise habituellement des pistons dont le diamètre est compris
entre 10 et 35 millimètres, et qui décrivent une course comprise entre 1 et 10
millimètres, ce qui correspond à un volume unitaire de mesure compris entre
80 et 10000mm3 environ. Il est d'expérience courante que les difficultés de
réalisation croissent, aussi bien lorsqu'on essaye de réaliser des pistons
d'un
diamètre inférieur à 10 mm que lorsqu'on souhaite fabriquer des pistons d'un
diamètre supérieur à 35 mm. En particulier, une augmentation de diamètre du


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piston, en vue d'adapter le dispositif et en particulier sa seconde chambre de
mesure à des débits ou volumes élevés, ne serait donc pas une solution
satisfaisante.
La présente invention vise à éviter ces difficultés, et elle a donc
5 pour but de fournir une solution du genre ici considéré mais adaptée aux
gros
débits d'injection, typiquement supérieurs à 100 litres par minute, tout en
restant économique.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif permettant
d'analyser le débit d'injection coup par coup fourni par un système
d'injection
de carburant utilisé dans un moteur thermique, le dispositif comprenant, de
façon connue :
- une première chambre de mesure de volume constant dans
laquelle est injecté le carburant, un capteur de pression et un capteur de
température étant associés à cette première chambre de mesure pour mesurer
respectivement la pression et la température régnant dans ladite première
chambre de mesure,
- des moyens pour vidanger au moins partiellement la première
chambre de mesure,
- en aval de la première chambre de mesure, une seconde
chambre de mesure dans laquelle est envoyé le carburant vidangé hors de la
première chambre de mesure, le volume de la seconde chambre de mesure
étant variable selon le mouvement d'un piston dont le déplacement est mesuré
à l'aide d'un capteur de déplacement,
- une section électronique pilotant le dispositif et analysant les
informations reçues des capteurs, de telle sorte que la vidange partielle de
la
première chambre de mesure après injection soit faite jusqu'à retrouver dans
cette première chambre de mesure la pression régnant dans celle-ci avant
l'injection,
le dispositif étant, selon l'invention, essentiellement caractérisé par
le fait qu'au moins une chambre de mesure supplémentaire, dont le volume est
variable selon le mouvement d'un piston dont le déplacement est mesuré à
l'aide d'un capteur de déplacement, est montée en aval de la première
chambre de mesure, en parallèle avec la seconde chambre de mesure, de
sorte que le carburant vidangé hors de la première chambre de mesure est
reçu dans la seconde chambre de mesure et/ou dans la ou chaque chambre de
mesure supplémentaire, la section électronique étant prévue pour mesurer et


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additionner les volumes reçus, pour chaque injection, par la seconde chambre
de mesure et par la ou les chambres de mesure supplémentaires, de manière
à obtenir un volume total correspondant à la quantité de carburant délivrée
pour un coup d'injection.
Ainsi, l'idée inventive consiste à prévoir deux ou plusieurs
chambres de mesure de volume variable, montées en parallèle, en lieu et place
d'une unique seconde chambre de mesure de volume variable. Le volume total
de carburant, vidangé hors de la première chambre de mesure, peut donc être
réparti dans deux ou plusieurs autres chambres de mesure, dont chacune
reçoit et mesure, par le déplacement de son piston, un volume partiel ,
l'addition de tous les volumes partiels mesurés fournit le volume total
injecté à
chaque coup.
En conséquence, même pour un débit d'injection élevé, et en
multipliant les chambres de mesure de volume variable montées en parallèle, il
devient possible de conserver pour toutes ces chambres des dimensions
limitées, et en particulier des pistons dont le diamètre ne dépasse pas la
valeur
maximale souhaitable.
Selon un mode de réalisation du dispositif objet de l'invention, la
section électronique est prévue pour commander de manière synchrone la
vidange de la première chambre de mesure dans la seconde chambre de
mesure et dans la ou les chambres de mesure supplémentaires, autrement dit
dans toutes les chambres de mesure de volume variable. Les transferts de
carburant vers toutes ces chambres de mesure sont donc simultanés, de
même que les mesures des volumes partiels dont la somme correspond au
volume total pour un coup d'injection. Ce mode de réalisation a pour avantage
sa simplicité, du point de vue du pilotage du dispositif.
Selon un autre mode de réalisation du dispositif objet de l'invention,
la section électronique est prévue pour commander de façon séparée et
notamment séquentielle la vidange de la première chambre de mesure dans la
seconde chambre de mesure et dans la ou les chambres de mesure
supplémentaires, autrement dit dans les différentes chambres de mesure de
volume variable. Cet autre mode de pilotage complique un peu le pilotage du
dispositif, chaque chambre de volume variable devant être pilotée séparément ;
toutefois, il possède l'avantage de régulariser le débit sortant de la
première
chambre de mesure, certaines des chambres de mesure de volume variable
recevant du fluide pendant que d'autres sont déjà en cours de vidange.


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Dans la conception la plus simple du dispositif, la seconde chambre
de mesure et la ou les chambres de mesure supplémentaires sont toutes
identiques et, en particulier, de même capacité maximale et de même section
qui correspond aussi à la section du piston.
Toutefois, il est avantageux que, parmi la seconde chambre de
mesure et la ou les chambres de mesure supplémentaires, il existe au moins
une chambre de mesure de plus grande capacité que les autres et au moins de
mesure une chambre de plus petite capacité que les autres, donc au moins
deux chambres de mesure de capacités et en particulier de sections
différentes, la section électronique étant prévue pour piloter l'une et/ou
l'autre
de ces chambres de mesure en fonction des quantités unitaires de carburant
injectées à chaque coup. Comme on le comprend, la chambre de mesure de
plus grande capacité et en particulier de plus grande section possède une
précision absolue de mesure assez limitée, tandis que la chambre de mesure
de plus petite capacité et en particulier de plus petite section possède une
grande précision absolue de mesure. Ainsi, le dispositif possède une grande
précision absolue de mesure lorsque la quantité injectée est petite, tout en
conservant la possibilité de mesurer de grandes quantités injectées. Le
dispositif tend donc à procurer une mesure dont la précision relative reste
sensiblement constante, ce qui est un avantage recherché pour tout appareil
ou dispositif de mesure à grande dynamique de mesure, c'est-à-dire
permettant de mesurer précisément aussi bien de petites quantités que de
grandes quantités. Dans le cas présent, on peut mesurer très correctement,
c'est-à-dire avec une précision absolue de l'ordre du millième de l'échelle
maximum, des quantités injectées comprises entre 100 mm3 et 100 000 mm3
par coup d'injection.
On notera que, grâce à son principe d'utilisation combinée de
plusieurs chambres de mesure de volume variable, le dispositif de l'invention
permet non seulement de mesurer des débits d'injection plus élevés qu'un
dispositif à chambre unique de volume variable, mais encore il permet de
mesurer des débits d'injection pour des fréquences d'injection plus élevées,
ceci proportionnellement au nombre de chambres de mesure implantées.
Autrement dit, la configuration selon l'invention est très
avantageuse du fait que, par une simple adaptation des paramètres du logiciel
de pilotage, il devient possible de mesurer des débits plus importants à des
fréquences d'injection plus importantes, sans modification constructive du


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dispositif. Ceci rend le dispositif, objet de l'invention, particulièrement
bien
adapté pour la caractérisation des systèmes d'injection réels qui,
effectivement,
injectent des quantités unitaires, coup par coup, plus importantes à bas
régime
de rotation du moteur et des quantités unitaires plus faibles, mais plus
fréquentes, au fur et à mesure que le régime de rotation du moteur augmente.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit,
en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple,
une forme de réalisation de ce dispositif d'analyse du débit d'injection coup
par
coup fourni par un système d'injection de carburant.
L'unique figure de dessin montre, de manière très schématique, la
partie mécanique d'un appareil de mesure de quantité de carburant injectée,
conforme à la présente invention.
Cette unique figure représente un injecteur 1, dont la buse
d'injection 2 se trouve dans une première chambre de mesure 3, qui est une
chambre de volume constant. La première chambre de mesure 3 est, en
utilisation, remplie d'un fluide qui présente des caractéristiques
hydrauliques
proches de celles d'un carburant, mais qui possède une température de point
d'éclair beaucoup plus élevée que celle d'un carburant, afin de minimiser les
risques d'incendie et d'explosion. Ce fluide est également le fluide qui est
utilisé dans l'injecteur 1. Un réservoir 4 de ce fluide est prévu dans le
dispositif.
Dans l'exemple illustré, la première chambre de mesure 3
comporte de façon avantageuse, en tant que capteur de pression, un
convertisseur de pression dynamique 5a et un convertisseur de pression
statique 5b. Le convertisseur de pression dynamique 5a, réalisable sous la
forme d'un convertisseur piézoélectrique, est chargé de mesurer la
composante dynamique pour laquelle on cherche une grande résolution -
typiquement 0,001 bar - et une réponse rapide. Le convertisseur de pression
statique 5b, réalisable sous la forme d'un convertisseur piézorésistif, est
chargé
de mesurer la composante statique pour laquelle on cherche essentiellement
une grande dynamique, typiquement de 1 à 250 bars.
La première chambre de mesure 3 est aussi équipée d'un capteur
de température 6, à réponse rapide.
La première chambre de mesure 3 comporte une sortie 7 qui est
dirigée vers une seconde chambre de mesure 8, ainsi située (par référence au
sens de circulation du fluide) en aval de la première chambre de mesure 3.


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Une électrovanne 9 est disposée entre la première chambre de mesure 3 et la
seconde chambre de mesure 8.
La seconde chambre de mesure 8 est une chambre de volume
variable. Elle est réalisée comme un cylindre 10 dans lequel est monté
coulissant un piston 11, soumis à la poussée d'un ressort 12. Le déplacement
du piston 11 est détecté par un capteur de déplacement 13, par exemple
réalisé sous la forme d'un capteur inductif. Un convertisseur de température
14
est en outre associé à la seconde chambre de mesure 8.
De cette seconde chambre de mesure 8, part un canal de vidange
15, dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par une électrovanne de
vidange 16, en aval de laquelle est placé un clapet anti-retour 17. Le canal
de
vidange 15 ramène le fluide au réservoir 4 déjà mentionné.
Selon l'invention, des chambres de mesure supplémentaires 8a,
8b, ... 8n sont montées en aval de la première chambre de mesure 3, dans des
branches de circuit de fluide en parallèle avec la branche de circuit qui
comporte la seconde chambre de mesure 8. Chaque chambre de mesure
supplémentaire 8a, 8b, ... 8n est elle aussi une chambre de volume variable,
réalisée comme un cylindre 10a, 1 Ob, ... 1 On dans lequel est monté
coulissant
un piston 11 a, 11 b, ... 11 n, dont le déplacement est détecté par un capteur
dedéplacement 13a, 13b, ...13n.
Sur chacune de ces branches de circuit, entre la sortie 7 de la
première chambre de mesure 3 et la chambre de mesure supplémentaire 8a,
8b, ... 8n correspondante, est disposée une électrovanne 9a, 9b, ... 9n. Les
canaux de vidange respectifs 15a, 15b, ... 15n de toutes les branches de
circuit comportent chacun une électrovanne de vidange 16a, 16b, ...16n, et ces
canaux de vidange 15a, 15b, ... 15n se réunissent entre eux et au canal de
vidange 15 pour ramener le fluide au réservoir 4.
Le dispositif comporte encore, d'une manière non représentée, une
section électronique qui pilote l'ensemble du dispositif et analyse les
informations reçues des différents capteurs. En particulier, la section
électronique :
- commande les électrovannes 9, 9a, 9b, ...9n pour aiguiller le
fluide provenant de la sortie 7 de la première chambre de mesure 3, vers l'une
ou l'autre des autres chambres de mesure 8, 8a, 8b, ... 8n ,


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WO 2010/026322 PCT/FR2009/051455
- commande les électrovannes de vidange 16, 16a, 16b, ...16n
associées à ces autres chambres de mesure 8, 8a, 8b, ... 8n afin de les
vidanger et de ramener le fluide au réservoir 4 ;
- reçoit et traite les signaux de mesure de pression et de
5 température délivrés par les capteurs ou convertisseurs 5a, 5b et 6 associés
à
la première chambre de mesure 3 ;
- reçoit et traite aussi les signaux de déplacement des pistons 11,
lia, 11 b, ... 11 n des autres chambres de mesure 8, 8a, 8b, ... 8n délivrés
par
les capteurs de déplacement correspondants 13, 13a, 13b, ...13n.
10 Lors de l'utilisation du dispositif, pour remplir la première chambre
de mesure 3, du fluide est pompé dans le réservoir 4 à l'aide d'une pompe (non
représentée). Le fluide qui remplit cette première chambre de mesure 3
possède, initialement, une pression égale à une valeur de consigne
prédéterminée. La mesure proprement dite peut alors commencer, selon le
processus décrit ci-après :
L'injecteur 1 réalise, par sa buse 2, une injection de fluide dans la
première chambre de mesure 3. Grâce aux convertisseurs 5a et 5b, on
mesure alors la pression et notamment l'augmentation de la pression dans la
première chambre de mesure 3, ce qui permet de déterminer la courbe du
débit de fluide injecté en fonction du temps, en effectuant éventuellement une
correction en fonction de la température détectée par le capteur 6. Lorsque la
pression dans cette première chambre de mesure 3 n'augmente plus, on en
déduit que l'injection est terminée.
Les électrovannes 9, 9a, 9b, ... 9n sont alors ouvertes, soit de
façon synchrone, soit de façon séparée et notamment séquentielle, pour
transférer le fluide depuis la première chambre de mesure 3 vers les autres
chambres de mesure 8, 8a, 8b, ... 8n. Le volume de ces chambres de mesure
8, 8a, 8b, ... 8n augmente donc, ce qui s'accompagne d'un déplacement des
pistons correspondants 11, 11 a, 11 b, ... 11 n. Les capteurs de déplacement
13,
13a, 13b, ... 13n mesurent les déplacements respectifs des pistons 11, 11 a,
11b, ...lln.
A chaque déplacement d'un piston 1 1 , lia, l l b, ... l l n il
correspond une variation de volume de la chambre de mesure 8, 8a, 8b, ... 8n
correspondante. La section électronique détermine cette variation de volume,
en la corrigeant en fonction du signal fourni par les capteurs de température,
tels que le convertisseur 14. De plus, la section électronique additionne les


CA 02735534 2011-02-28
WO 2010/026322 PCT/FR2009/051455
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volumes partiels de fluide déterminés pour les différentes chambres de mesure
8, 8a, 8b, ... 8n, de manière à obtenir un volume total, lequel correspond à
la
quantité de fluide qui a été injectée dans la première chambre de mesure 3.
La section électronique pilote aussi les différentes électrovannes de
vidanges 16, 16a, 16b, ... 16n pour ramener le fluide dans le réservoir 4 et
pour permettre le retour des pistons 11, lia, 11b, ...11 n dans leur position
initiale, tandis que la pression dans la première chambre de mesure 3 retrouve
sa valeur de consigne initiale. Une nouvelle injection peut alors avoir lieu
dans
cette première chambre de mesure 3, et ainsi de suite...
En fonction du débit d'injection, et par un pilotage adapté des
électrovannes 9, 9a, 9b, ... 9n, le dispositif peut fonctionner soit en
utilisant
toutes les chambres de mesure 8, 8a, 8b, ... 8n de volume variable, soit
seulement certaines de ces chambres de mesure.
Il est à noter que la température peut être mesurée et prise en
compte en différents autres endroits, en particulier juste en amont de la
première chambre de mesure 3, par un capteur de température supplémentaire
18, pour apprécier les variations rapides de température du fluide injecté
avant
qu'il soit mélangé et donc égalisé en la température avec l'importante
quantité
de fluide déjà contenue dans cette première chambre 3.
On ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention
- par des modifications des détails constructifs du dispositif,
- en prévoyant un nombre quelconque de chambres de mesure
de volume variable, montées en parallèle ;
- en prévoyant que ces chambres de mesure, au lieu d'être
toutes identiques, possèdent des capacités différentes les unes des autres,
avec au moins une chambre de mesure de plus grande capacité et au moins
une chambre de mesure de plus petite capacité ;
- en prévoyant un fonctionnement quelque peu différent,
notamment avec, pour une ou plusieurs des chambres de mesure de volume
variable, deux ou plusieurs cycles de remplissage/vidange partiels pour la
mesure de la quantité de carburant injectée à chaque coup d'injection, et avec
addition des mesures volumiques partielles ainsi effectuées, ce qui permet
d'adapter le dispositif à des débits d'injection encore plus élevés, sans
augmenter la grosseur du dispositif au niveau des chambres de mesure de
volume variable.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Administrative Status

Title Date
Forecasted Issue Date Unavailable
(86) PCT Filing Date 2009-07-21
(87) PCT Publication Date 2010-03-11
(85) National Entry 2011-02-28
Dead Application 2015-07-21

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2014-07-21 FAILURE TO REQUEST EXAMINATION
2014-07-21 FAILURE TO PAY APPLICATION MAINTENANCE FEE

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Application Fee $400.00 2011-02-28
Maintenance Fee - Application - New Act 2 2011-07-21 $100.00 2011-02-28
Maintenance Fee - Application - New Act 3 2012-07-23 $100.00 2012-06-26
Maintenance Fee - Application - New Act 4 2013-07-22 $100.00 2013-07-10
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Cover Page 2011-04-27 2 56
Abstract 2011-02-28 2 103
Drawings 2011-02-28 1 50
Claims 2011-02-28 2 95
Description 2011-02-28 11 611
Representative Drawing 2011-02-28 1 47
PCT 2011-02-28 8 360
Assignment 2011-02-28 5 148
Fees 2012-06-26 1 41
Fees 2013-07-10 1 163