Brevet FR2472085A1 — publié le 19810626

L'invention concerne une pompe d'injection pour raoteurs à combustion interne, comportant un piston qui est articulé à un poussoir à galet, peut être actionné par un arbre à cames et peut tourner sous l'action d'une crémail1ère par l'intermédiaire d'une douille de réglage, la crémaillère, actionnée par un mécanisme de réglage à attaque unilatérale, pouvant coulisser axialement dans une perforation de logement du carter de pompe entre une position d'admission nulle et une position d'admission maximale, coopérant par son engrenage avec celui de la douille de réglage et pouvant au besoin être ramenée d'une position de réglage à sa position d'admission nulle, au moyen d'air comprimé. Une pompe d'injection de ce genre est décrite dans le manuel M.A.N. 1/71 à propos d'un moteur à combustion interne de désignation RV 52/55 ou W 52/55, feuilles 10.1 à 10.4. Dans cette pompe d'injection, à la crémaillère est adjoint, du côté opposé de la douille de réglage, à l'intérieur d'une perforation de logement séparée, un piston à air comprimé séparé qui engrène également par une denture avec celle de la douille de réglage. Ce piston à air comprimé délimite à l'intérieur de sa perforation de logement une chambre de pression raccordée à un tuyau à air comprimé qui conduit, en passant par un clapet de fermeture, à un récipient à air comprimé.Cette disposition, appelée en général dispositif d'arrêt d'urgence, permet par exemple, en cas de perturbations de fonctionnement ou de situations de détresse, de faire dévier la douille de réglage au moyen du piston à air comprimé et ainsi, de ramener très rapidement la crémaillère de sa position de réglage momentanée à la position d'admission nulle. Toutefois, ce mécanisme d'arrêt d'urgence est relativement couteux par sa construction. C'est pourquqi l'invention a pour but de donner à une pompe d'injection de l'espèce définie plus haut une structure telle qu'en cas de besoin, par exemple pour un arrêt d'urgence, sa crémaillère puisse être ramenée à l'aide d'air comprimé, en un mouvement aisé et rapide, d'une position de réglage momentanée à sa position d'admission nulle, mais que d'autre part un coulissement aisé de la crémaillère soit assuré en service normal par le mé- canisme de réglage qui agit sur elle à une extrémité, et que les pertes d'air comprimé amené soient évitées le plus possible. Ce problème est résolu selon l'invention par une pompe d'injection caractérisée en ce que la crémaillère constitue, à l'extrémité opposée à celle d'application du mécanisme de réglage, un piston de poussée pouvant être soumis à l'action d'air comprimé et présente une gorge radiale dans laquelle est logée une bague élastique formant joint, qui, dilatée par l'air comprimé pouvant être amené, rend la crémaillère étanche vis-à-vis de sa perforation de logement lorsqu'elle est dans la position d'admission nulle. Des modes d'exécution avantageux de l'invention sont expliqués plus loin. Grâce à cette invention, qui consiste à donner à la crémaillère, à l'extrémité opposée à celle d'application du mécanisme de réglage, la forme d'un piston de poussée pouvant être soumis à de l'air comprimé, on obtient une diminution du prix de revient car à la différence de la pompe d'injection connue, il n'est plus nécessaire de fabriquer un piston à air comprimé séparé ni de prendre, sur la pompe dtinjection, les dispositions nécessaires pour le loger. Le fait de prévoir une gorge radiale sur la crémail lère, à son extrémité qui peut être soumise à l'air comprimé, est une mesure qui diminue à peine cet avantage économique.Toutefois, cette gorge radiale de la crémaillère et la bague élastique d'étanchéification qui y est insérée ont pour effet avantageux que la crémaillère, une fois ramenée à sa position d'admission nulle, est rendue étanche vis-àvis de la perforation qui la loge, de sorte que les pertes d'air sont pratiquement évitées. L'invention est décrite plus précisément ci-après avec référence aux dessins parmi lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale d'une pompe d'injection, limitée à la région entourant la crémaillère la figure 2 montre l'extrémité supérieure d'un corps de pompe, arraché sur la figure 1 la figure 3 est une demi-coupe transversale de la pompe d'injection suivant la ligne III-III de la figure 1 la figure 4 une vue agrandie de l'extrémité de la crémaillère qui peut être soumise à l'air comprimé, dans l'état où elle n'est pas soumise à l'air comprimé la figure 5 montre la disposition de la figure 4 dans le cas où la crémaillère est soumise à l'air comprimé et ramenée à la position zéro la figure 6 montre une variante de la disposition de la figure 4, lorsque la crémaillère n'est pas soumise à l'air comprimé la figure 7 montre la disposition de la figure 6, lorsque la crémaillère est soumise à l'air comprimé, en position d'admission nulle. Sur les diverses figures, des éléments identiques portent les mêmes références. La référence 1 désigne une pompe d'injection pour moteurs à combustion interne, 2 son carter de pompe et 3 son carter de commande. Dans le carter de pompe 2 est inséré un corps de pompe 4 dont la disposition d'ensemble est indiquée par les figures 1 et 2. Le corps de pompe 4 présente un alésage central 5 dans lequel un piston 6 est logé et guidé axialement. Comme le montre la figure 2, l'alésage 5, conjointement avéc une rampe supérieure 7 du piston 6 et un corps de valve non représenté placé sur le haut du corps de pompe, délimite une chambre de pression 8 dans laquelle débouchent d'une part un conduit d'amenée de carburant 9, et d'autre part un conduit de départ de carburant 10, aligné sur le premier.Le piston de la pompe comporte encore à son extrémité supérieure, outre sa rampe supérieure 7, au moins une rampe oblique supplémentaire qui permet de fixer, pour une position de déviation correspondante du piston, un début déterminé de l'injection, et en outre-des évidements12 dégradés vers le bas, avec des rampes rectilignes et obliques qui déterminent la fin du refoulement, ainsi qu'une rainure longitudinale 13. Cette dernière donne au carburant situé dans la chambre de pression 8 un passage étranglé aux évidements 12 du piston 6.Quand le piston tournant 6 se trouve dans sa position de course à vide, la rainuré longitudinale 13 recouvre le conduit de départ du carburant 10 ; quand le piston 6 est dans cette position de course à vide ou d'admission nulle, du carburant situé dans la chambre de pression 8 est ramené à un réservoir à carburant non représenté, en passant par la rainure longitudinale 13, les évidements 12 et le conduit de départ de carburant 10 du corps de pompe. Le piston 6 est articulé par son extrémité inférieure, de manière en elle-même connue, à un poussoir à galet non représenté, il peut être actionné par un arbre à cames non représenté non plus, et il peut tourner sous l'action d'une crémaillère 15 avec interposition d'une douille de réglage 14. La douille de réglage 14 est montée de manière à pouvoir tourner à l'extrémité inférieure du corps de pompe 4 et elle s'appuie contre une surface d'appui 18 du carter de pompe 2 sous l'action d'un ressort de compression à boudin 16 s'appuyant sur une plaque de poussée 17. En outre, la douille de réglage 14 présente, dans sa partie inférieure dépassant le corps de pompe, une gorge 19 dirigée transversalement par rapport à l'axe longitudinal du piston 6 et traversée par un élément d'entraînement 20, formé sur le piston 6 et présentant des faces latérales 21 et 22 parallèles entre elles. La gorge transversale 19 va jusqu'au corps de pompe de sorte que les mouvements de la course du piston 6 ne sont pas entravés. La douille de ré- glage 14 comporte en outre, à son extrémité supérieure situee dans la zone de la crémaillère, une denture 23 qui comme le montre la figure 3 - engrène avec une denture 24 de la crémaillère 15.Cette dernière est montée de manière à pouvoir coulisser longitudinalement, en un mouvement aisé, dans une perforation 25 ménagée dans le carter de pompe 2, en un point espacé latéralement de l'axe longitudinal du piston 6 et transversalement à celui-ci. La crémaillère 15 dépasse partiellement du carter de pompe 2 et elle est accouplée par son extrémité en saillie à un mécanisme de réglage. De ce mécanisme de réglage, on a seulement représenté sur les figures 1 et 3 les éléments de transmission mécaniques qui transforment le mouvement rotatif de réglage d'un arbre de distribution 26 en un coulissement longitudinal de la crémaillère 15. Ce mécanisme de transmission est formé d'un levier à genouillère en deux parties 27 et d'une tige de poussée 28 de longueur réglable, articulée de manière à pouvoir tourner à I'extrémit de ce levier.La tige de poussée est reliée par son autre extrémité, grâce à une articulation tournante 29, à l'extrémité de la crémaillère 15. Le levier à genouillère 27 est fixé rigidement par sa partie inférieure 30 à l'arbre de distribution 26. La partie supérieure 31 du levier à genouillère 27 est disposée sur la partie intérieure 30 de celui-ci de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe de rotation 32, et elle est poussée par un ressort de traction 33, affecté d'une précharge, contre la partie inférieure 30. La précharge du ressort de traction 33 est choisie de façon qu'en service normal, le levier à genouillère fonctionne comme un ensemble rigide pour que la crémaillère 15 transforme directement en une course rectiligne de réglage la rotation déterminée par l'arbre de distribution 26. La course de réglage est marquée, comme l'indique la figure 1, par une échelle 34 disposée sur la crémaillère 15, un index 35 indiquant la position de réglage momentanée de la crémaillère 15.Le repère "zéro" de l'échelle est affecté à la position d'admission nulle du piston 6, tandis que la valeur extrême de l'échelle 34 correspond à la position occupée par le piston 6 pour une admission répondant à la charge maximale du moteur à combustion interne. Le mode d'exécution du levier à genouillère 27 qui est décrit plus haut et représenté par les des sins permet de ramener rapidement la crémaillère 15, d'une position de réglage déterminée autre que la position d'admission nulle, à la position d'admission nulle, en particulier dans certaines situations de nécessité qui exigent une mise hors d'action rapide de la pompe d'injection 1. Lorsque la crémaillère est ainsi ramenée rapidement à sa position d'admission nulle, la partie supérieure 31 du levier à genouillère 27 est amenée à pivoter autour de l'axe de rotation 32, sur la partie inférieure 30 accouplée rigidement au mécanisme de réglage, contre l'action du ressort de traction 33. La force de rappel assurant un tel retour rapide de la crémaillère 15 à sa position d'admission nulle est engendrée par de l'air comprimé qui s'applique à l'autre extrémité de la crémaillère 15 t pour former une cavité de pression 43, la partie de la perforation 25 qui est placée derrière l'extrémité pouvant être soumise à l'air comprimé est fermée par une plaque de recouvrement 36. Cette dernièreprésente intérieurement une surface de butée 37 qui limite la course de réglage maximale de la crémaillère 15.Autour de cette surface de butée 37 est ménagé, dans la plaque de recouvrement 36, un canal annulaire 38 dont le diamètre intérieur est inférieur au diamètre de la perforation 25 destinée à la crémaillère 15. Dans ce canal annulaire 38 débouche une perforation 39 pour l'amenée d'air comprimé, ménagée dans le carter de pompe 2 (figure 3) et raccordée hors de celui-ci à un tuyau à air comprimé 40 qui conduit, en passant par un clapet d'arrêt 41, à un ré- cipient d'air comprimé 42. Ce récipient à air comprimé 42 peut être la bouteille d'air de démarrage d'un moteur à combustion interne, qui peut alimenter aussi en air comprimé d'autres groupes du moteur. Le clapet d'arrêt 41 est normalement fermé et par suite, la cavité de pression 43 ainsi que les voies qui y conduisent sont désaérées.Le clapet d'arrêt peut être une valve actionnée manuellement ou, comme dans le cas présent, une valve pouvant être actionnée automatiquement. Ce clapet reçoit, comme il est indiqué par une flèche 44, pour libérer l'amenée d'air comprimé à la cavité de pression 43, un signal de commande venant par exemple d'un dispositif de surveillance 45, auquel peuvent être transmis par ailleurs pour évaluation des signaux venant de différents éléments de mesure et de contrôle disposés sur le moteur à combustion interne. Selon l'invention, la crémaillère 15 présente, dans la partie de son extrémité pouvant être soumise à l'air comprimé, la forme d'un piston de poussée désigné par 46 et ge raccordant à la crémaillère 15, à la suite de l'engrenage 24 de celle-ci. En outre, la crémaillère comporte, selon l'invention, dans la région de son extrémité pouvant être soumise à l'air comprimé, une gorge radiale 47 à section- trapézoldale (figures 4 et 5) ou à section rectangulaire (figures 6 et 7). Dans cette gorge radiale 47 est logée, selon l'invention, une bague élastique formant joint 48 qui, dilatée par l'air comprimé amené, rend étanche la crémaillère 15 vis-à-vis de sa perforation de logement 25 lorsqu'elle est dans la position d'admission nulle.La bague 48 est sous la forme d'un anneau torique et elle a dans l'exemple d'exécution des figures 4 et 5 une section circulaire, et dans le mode d'exécution des figures 6 et 7 une section carrée. Elle est dans le cas présent en caoutchouc mais peut toutefois être aussi en une autre matière synthétique ayant l'élasticité appropriée. La bague d'étanchéification, lorsqu'elle n'est pas soumise à l'air comprimé, est placée conformément aux figures 4 et 6 contre le fond de la gorge radiale 47 et dans cet état, elle a un diamètre inférieur de quelques dixièmes de millimètre à celui de la perforation 25. La gorge radiale 47 est limitée, du côté frontal de la crémaillère qui peut être sousmis à l'air comprimé, par une plaque de poussée 49. Dans l'exemple d'exécution des figures 4 et 5, cette plaque de poussée a un diamètre un peu inférieur à celui du piston de poussée 46 de la crémaillère 15, de sorte qu'entre la surface extérieure de la plaque de poussée et la paroi de la perforation de logement, il existe un interstice annulaire 50 qui, dans cet exemple d'exécution, constitue un passage pour l'air comprimé-pouvant être amené à l'anneau de joint pour le dilater.Dans l'exemple d'exécution des figures 6 et 7, la plaque de poussée 49 a un diamètre égal à celui du piston de poussée 46. Pour l'amenée d'air comprimé à l'anneau de joint 48 placé dans la gorge annulaire 47, de l'extré- mité de la crémaillère 15 qui peut être soumise à l'air comprimé partune perforation borgne centrale 51 de laquelle partent plusieurs perforations transversales 52 débouchant dans le fond de la gorge radiale 47. On décrit ci-après les fonctions des éléments de la pompe d'injection qui appartiennent à l'invention, plus précisément dans le cas où le dispositif de surveillance 45 reçoit, d'un ou plusieurs éléments de surveillance ou de contrôle adjoints au moteur à combustion interne, un signal indiquant une perturbation ou une détérioration. En pareil cas, le dispositif de surveillance 45 envoie un signal de commande au clapet d'arrêt 41 qui maintient normalement fermé le tuyau d'air comprimé 40, puis le clapet d'arrêt se ferme et de l'air comprimé afflue du récipient 42 à la cavité de pression 43, par les voies d'amenée décrites plus haut.Au moment où la force de poussée de l'air comprimé qui afflue à la cavité de pression est supérieure à la force avec laquelle le ressort de traction 33 maintient ensemble les deux parties 30 et 31 du levier à genouillère 27, la crémaillère 15 est ramenée brusquement, de sa position de réglage momentanée différente de celle d'admission nulle, à sa position d'admission nulle, et la partie supérieure 31 du levier à genouillère 27 pivote autour de l'axe de rotation 32 sur la partie inférieure 30 du levier à genouillère, qui garde sa position. Dans la position d'admission nulle, la crémaillère 15 s'applique par une surface de butée 53 (figure 3) contre une plaque limitatrice de course 54, fixée extérieurement au carter de pompe 2.Une fois que la crémaillère 15 a atteint sa position d'admission nulle, elle reste maintenue dans cette position par l'action de l'air comprimé qui est encore appliqué. Quand la crémaillère 15 est dans la position d'admission nulle, l'air comprimé en action s'applique aussi à la bague de joint 48 et la dilate de l'intérieur jusqu'à ce qu'elle s'applique tout contre la perforation de logement 25, comme le montre la figure 5, et rende donc celle-ci étanche vis-à-vis du piston de poussée 46 de la crémaillère 15. Dans ce processus de dilatation de la bague de joint, on tire parti de l'effet de succion de l'air comprimé qui passe à travers l'interstice formé entre la perforation de logement 25 et la crémaillère placée avec un certain jeu dans celle-ci. Après sa dilatation, il se forme, entre le fond de la gorge radiale 47 et la bague de joint 48, un coussin d'air qui maintient celui-ci à l'état dilaté. Une fois la cavité de pression 43 détendue, la bague 48 retourne de sa position momentanée représentée par les figures 5 et 7 à sa position initiale représentée par les figures 4 et 6, dans laquelle elle a un diamètre inférieur à celui du piston de poussée 46 de la crémaillère 15 et n'entrave donc plus le coulissement de cette dernière. REVENDICATIONS 1. Pompe d'injection pour moteurs à combustion interne, comportant un piston qui est articulé à un poussoir à galet, peut être actionné par un arbre à cames et peut tourner sous l'action d'une crémaillère par l'intermédiaire d'une douille de réglage, la crémaillère, actionnée par un mécanisme de réglage à attaque unilatérale, pouvant coulisser axialement dans une perforation de logement du carter de pompe entre une position d'admission nulle et une position d'admission maximale, coopérant par son engrenage avec celui de la douille de réglage et pouvant au besoin être ramenée d'une position de réglage à sa position d'admission nulle, au moyen d'air comprimé, pompe caractérisée en ce que la crémaillère (15) constitue, à l'extrémité opposée à celle d'application du mécanisme de réglage, un piston de poussée (46) pouvant être sousmis à l'action d'air comprimé et présente une gorge radiale (47) dans laquelle est logée une bague élastique (48) formant joint, qui, dilatéepar l'air comprimé pouvant être amené, rend la crémaillère (15) étanche vis-à-vis de sa perforation de logement (25) lorsqu'elle est dans la position d'admission nulle. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la perforation (25), a son extrémité tournée vers l'extrémité de la crémaillère (15) qui peut être soumise à l'air comprimé, est fermée de manière à délimiter une chambre de pression (43) dans laquelle débouchent des canaux d'amenée d'air comprimé (38, 39) qui sont raccordés à un tuyau d'air comprimé (40) conduisant, par l'intermédiaire d'un clapet d'arrêt (41), à un récipient à air comprimé (42). 3. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bague formant joint (48) est sous la forme d'un anneau torique à section de préférence circulaire, en caoutchouc ou en une autre matière synthétique ayant une élasticité appropriée. 4. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bague formant joint (48) est logée dans une gorge radiale (47) à section trapézoldale ou rectangulaire. 5. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bague formant joint (48), à l'état non soumis à l'air comprimé, a un diamètre inférieur de quelques dixièmes-de millimètre à celui de la perforation de logement (25). 6. Pompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que la gorge radiale (47) est limitée, du côté frontal de la crémaillère (15) qui peut être soumis à l'air comprimé, par une plaque de poussée (49) d'un diamètre un peu inférieur à celui du piston de poussée (46), et l'interstice annulaire (50) restant entre la surface extérieure de la plaque de poussée et la paroi de la perforation de logement forme un passage pour l'air comprimé qui peut être amené à la bague d'étanchéification pour dilater celle-ci. 7. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité de la crémaillère (15) qui peut être soumise à l'air comprimé par au moins une perforation (51, 52) menant au fond de la gorge radiale (47) et à travers laquelle de l'air comprimé peut être amené à la bague formant joint (48) logée dans cette gorge, pour la dilater.