Brevet FR2461826A1 — publié le 19810206

La présente invention concerne une pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, comportant une pompe d'alimentation entraînée à la vitesse de rotation de la pompe d'injection, commandée par l'intermédiaire d'une vanne de commande de la pression et produisant une pression fonction de la vitesse de rotation, comportant également un élément de réglage faisant partie d'un régulateur en fonction de la vitesse de rotation et modifiant de plus la pression en fonction de la charge. Dans une pompe d'injection de carburant connue de ce type, la modification de la pression en fonction de la charge s'obtient au moyen d'une bague de réglage du régulateur centri- fuge en fonction de la vitesse de rotation, régulateur qui toutefois n'attaque qu'indirectement un levier de régulation qui manoeuvre l'élément de commande de débit de la pompe. La pres- sion ne correspond donc alors au débit d'injection que si la bague de réglage et le levier de régulation sont directement reliés de façon positive et si en outre il n'y a pas entre les deux d'éléments de commande supplémentaires tels que des res- sorts de compensation. Dans une autre pompe d'injection de carburant connue, la modification de la pression s'opère au moyen d'une vanne de commande de la pression attaquée par un aimant de positionne- ment. Dans le cas spécial considéré, l'aimant de positionnement attaque le ressort de la vanne de commande de la pression du c8té opposé au tiroir de commande de la vanne et modifie, en fonction de la charge, la précontrainte du ressort. Dans une autre pompe connue d'injection de carburant, la pression est commandée en fonction de la température par le fait qu'on laisse s'écouler un débit partiel. Mais il a déjà été proposé également de commander en plus la pression par l'intermédiaire de soupapes a manoeuvre électromagnétique, qui interviennent pour augmenter ou diminuer le débit de carburant. Dans toutes ces installations connues, c'est le dispositif supplémentaire, ou superposé, de commande de la pres- sion qui sert à modifier l'instant du début d'injection, du fait que la pression de la pompe d'alimentation agit sur un piston qui sert à définir l'instant du début d'injection. Ces disposi- tifs supplémentaires connus sont relativement coûteux et néces- 2 2461826 sitent des moyens autonomes, comme par exemple un circuit de régulation spécial. La pompe d'injection de carburant selon l'invention est caractérisée en ce que l'élément de réglage attaque directe- ment l'élément de commande du débit de la pompe d'injection de carburant, de telle sorte que la pression correspond en perma- nence au débit d'injection. Elle présente l'avantage que, pour commander la pression, on utilise les moyens déjà existants, qui travaillent en fonction de la charge, dans lesquels la valeur de cette charge est donc déjà introduite; et que la pression correspond directement au débit d'injection. On économise un circuit de régulation distinct ainsi que des frais importants pour le transducteur et l'émetteur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription ci-après et du dessin annexé représentant un exemple de réalisation de l'invention. Comme le dessin le représente, un piston de pompe 1 est entra né, par un mécanisme à came 2 et un arbre d'entratne- ment 3, dans un mouvement de va-et-vient et en même temps de rotation. A partir d'une chambre d'aspiration 5 prévue dans le carter 4 de la pompe, une chambre de travail de pompage 8 est alimentée en carburant pendant la course descendante du piston de la pompe, par l'intermédiaire du conduit d'aspiration 6 et de rainures longitudinales 7 disposées dans la surface périphérique du piston 1. La conduite d'aspiration 6 est contrôlée par une soupape à manoeuvre électromagnétique 9 qui ferme ce canal d'aspiration 6 en cas de manque de courant. Elle est représen- tée au dessin dans sa position de travail. Pendant la course de refoulement du piston de la pompe, le carburant parvient, par l'intermédiaire d'un alésage central 10, dans une rainure de distribution ll qui correspond successivement et, de façon plus précise, une fois pour chaque course de refoulement, à des conduites de refoulement conduisant au moteur à combustion interne. L'alésage central 10 présente un alésage transversal 12 qui, lorsque le piston a parcouru une certaine course, émerge d'une douille coulissante 13 et réalise ainsi une liaison entre la chambre de travail de la pompe 8 et la chambre d'aspiration 5, ce qui met fin à l'injec- tion. 3 246 1B26 Mais il est également pensable, inversement, que l'injection, comme l'alésage transversal 12' le représente en variante, ne commence que lorsque cet alésage transversal 12' permet, en pénétrant dans la douille coulissante 13, la montée en pression de la chambre 3 et de la pompe 8 et donc le début de l'injection. Dans le premier cas, la commande de débit se fait sous forme de commande de fin d'injection et dans le second cas sous forme de commande de début d'injection. Un électro-aimant tournant 14 peut faire coulisser la douille coulissante 13, ce qui modifie respectivement la quantité de carburant à injecter. L'induit 15 de l'électro- aimant tournant est accouplé, par l'intermédiaire d'un arbre 16 tourillonné dans le carter, et d'une manivelle17 rapportée excentriquement sur cet arbre côté frontal, avec la douille coulissante 13, de telle sorte qu'une rotation de l'induit 15 ou de l'arbre 16 a pour conséquence un coulissement de la bague coulissante 13. Un ressort spirale de rappel 19 attaque l'ex- trémité 18 de l'arbre 16. L'électro-aimant tournant 14 comporte de plus un noyau en forme de U 20 ainsi qu'une bobine 21 dis- posée sur le fond du U et non représentée plus en détail. L'entrefer entre l'induit 15-et la culasse 22 disposée à l'extrémité de l'aile du noyau 20 a une forme conique pour ren- dre linéaires les forces de positionnement. Naturellement, cet entrefer peut également être parallèle ou bien également avoir comme ressort de rappel un ressort quelconque agissant sur un levier correspondant. Le mouvement de rotation de l'induit 15 est mesuré par un émetteur inductif disposé, dans l'exemple d'exécution représenté, à c8té de la bobine 21 et non visible. De cette manière, on utilise au mieux l'espace disponible à côté de la bobine du fait du diamètre de cette bobine 21, l'émetteur pou- vant se fixer directement sur le noyau 20. L'arbre d'entraînement 3 de la pompe d'injection entratne également une pompe d'alimentation 23 qui alimente en carburant la chambre d'aspiration 5 de la pompe d'injection de carburant. La pression qui règne dans cette chambre d'aspira- tion 5 est définie par une vanne de commande de la pression non représentée, qui commande la pression en fonction de la vitesse de rotation, c'est-à-dire en augmentant la pression lorsque la vitesse de rotation s'accroit. On utilise cette modification de 4 2461826 la pression avant tout pour commander l'instant du début d'in- jection, ce à quoi sert un dispositif 24 qui comporte un piston de positionnement 25 sur lequel agit la pression. La pression qui règne dans la chambre d'admission 5 et qui parvient au piston depositionnement 25 par une liaison 26 fait coulisser ce piston de positionnement 25 en agissant contre un ressort de rappel. Ce piston de positionnement 25, par l'intermédiaire d'un axe 27, déplace la couronne 28 du mécanisme à came 2 et déplace donc l'instant du début d'injection. Pour pouvoir modifier la pression qui règne dans la chambre d'aspiration 5 en fonction de la charge, dans notre cas en premier lieu pour pouvoir agir sur l'instant de début d'in- jection, c'est l'arbre 16 qui joue en plus le r8le de tiroir de vanne. Il est prévu dans ce but, dans la surface périphérique de l'arbre 16, une rainure annulaire 29 qui présente une arête de commande obliqiue qui commande un alésage 30 disposé entre deux douilles 31 et 31' o se loge l'arbre 16. Depuis la chambre d'aspiration 5, le carburant parvient, par l'intermédiaire d'un filtre 32 et d'un alésage 33 prévu dans le carter, jusqu'à l'alésage 30 et, de là, par l'intermédiaire de l'arête de com- mande oblique, dans la rainure annulaire 29, pour parvenir alors, en passant par la chambre annulaire 34 disposée entre les douilles 31 et 31' et un alésage oblique 35 disposé dans le carter, sur le c8té aspiration de la pompe d'alimentation ou dans la chambre 36 o est disposé l'électroaimant tournant 14, qui se trouve ainsi dans une chambre o le carburant n'est pas sous pression. En plus de l'alésage commandé 30, est prévu un alésage d'étranglement.37, toujours ouvert, et servant de liaison entre les chambres 5 et 36. Le fonctionnement de cette commande en fonction de la charge est le suivant: à pleine charge et en position de démarrage de l'organe de réglage de débit 14, l'alésage 30 est recouvert par l'arbre 16. Lors du processus de régulation en charge décroissante, l'arbre 16 tourne et ouvre progressivement l'alésage de commande 30, de sorte que par cette position commandée, un volume déterminé de carburant provenant de la chambre d'aspiration 5 de la pompe d'injection peut s'écouler dans la chambre 36 de l'organe de positionnement 14. La pression qui règne dans la chambre d'aspiration 5 décroit alors de façon correspondante. Comme c'est cette pression de la chambre d'aspi- 2461826 ration 5 qui agit également sur le dispositif hydraulique de déplacement de l'instant d'injection 24, cette décroissance de la pression se traduit par un déplacement de l'instant d'in- jection dans le sens du retard, donc pour une charge partielle. La quantité de carburant qui s'écoule, en provenance de la chambre d'aspiration 5 pour passer dans la chambre 36 à travers l'étranglement constant 37, assure un certain refroidis- sement de l'organe de positionnement 14. Du fait que la pression qui règne dans la chambre d'aspiration 5 est supérieure à celle qui règne dans la chambre 36, l'arbre 16 agit dans le sens de repousser l'organe de réglage contre une vis de butée 38, ce qui permet d'ajuster et de faire correspondre l'arête de commande oblique de la rainure 29 à l'alésage de commande 30. Cette vis de butée 38 est représentée en tireté du fait qu'il s'agit d'un équipement supplémentaire qui ne constitue pas une condition nécessaire à la fonction de l'invention. Au lieu d'une vanne du type représenté, on peut également penser à utiliser comme vanne une bague coulissante disposée autour de l'arbre, réglable, en position, particulière- ment pour l'ajustement, et contenant les canaux nécessaires pour l'écoulement nécessaire. R E V E N D I C A T I 0 N S ) Pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne comportant une pompe d'alimentation (1, 2, 3) entratnée à la vitesse de rotation de la pompe d'injection, commandée par l'intermédiaire d'une vanne de commande de la pression (13) et produisant une pression fonction de la vitesse de rotation, comportant également un élément de réglage (6) faisant partie d'un régulateur (14) fonction de la vitesse de rotation et modifiant de plus la pression en fonction de la charge, pompe caractérisée en ce que l'élément de réglage (6) attaque directement l'élément de commande du débit (13) de la pompe d'injection de carburant de sorte que la pression corres- pond en permanence au débit d'injection. 2 ) Pompe d'injection de carburant selon la reven- dication 1, caractérisée en ce que le régulateur fonction de la vitesse de rotation (14) fonctionne avec des composants électri- ques et électroniques. ) Pompe d'injection de carburant selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'élément de réglage (16) commande la section d'une vanne (29, 30) prévue, en plus de la vanne de commande de la pression, pour modifier cette pression. ) Pompe d'injection de carburant selon la reven- dication 3, caractérisée en ce que, comme élément de réglage, on utilise un arbre (16) du régulateur avec lequel on peut manoeuvrer l'élément qui commande le débit (13) de la pompe d'injection de carburant. ) Pompe d'injection de carburant selon la reven- dication 4, caractérisée en ce que l'arbre (16) présente, comme vanne, une rainure annulaire (29) qui collabore avec au moins un alésage transversal (30) disposé dans une partie du carter (31) qui sert de guide à l'arbre (16). ) Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que l'entrée (33) de la vanne est reliée au c8té sous pression de la pompe d'alimentation, et sa sortie (34, 35) est reliée à une chambre o le carburant n'est pas sous pression. ) Pompe d'injection de carburant selon la reven- dication 6, caractérisée en ce que la pompe d'alimentation ali- mente en carburant, de façon connue, une chambre d'aspiration 7 2461826 (5) de la pompe d'injection reliée d'une part à un dispositif hydraulique de réglage de l'instant d'injection (24) et d'autre part à la vanne (29, 30). 8 ) Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que les parties essentielles du régulateur sont disposées dans la cham- bre (36) dans laquelle le carburant n'est pas sous pression, cette chambre étant refroidie par un-courant de carburant pas- sant à travers un alésage d'étranglement (37). 90) Pompe d'injection de carburant selon la reven- dication 4, caractérisée en ce que, sur l'arbre (16), est dis- posée une bague coulissante qui collabore, par des alésages de commande qui y sont éventuellement disposés, avec les ouvertu- res de commande de l'arbre. 100) Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisée en ce que la pression de la pompe d'alimentation qui agit sur l'un des c8tés frontaux de l'arbre (16) pousse axialement cet arbre contre une butée (38) réglable qui sert à régler la position de la vanne (29, 30).