Brevet FR2470873A1 — publié le 19810612

L'invention se rapporte à un dispositif de parpaqe de carburant servant à envoyer du fluide sous pression dans la tubulure d'injection d'un moteur à combustion interne, comprenant un plongeur animé d'un mouvement de vaet-vient dans un alésa- ge, un piston relié à ce plongeur et ayant un diamètre plus grand que celui de ce dernier, une soupape ayant pour rôle d'envoyer un fluide sous pression sur l'un des faces du piston pour déplacer ce dernier ainsi que le plongeur afin que le carburant contenu dans ledit alésage parvienne à cette tubulure d'injection, et des moyens actionnés élec- triquement servant à commander cette soupape. De tels dispositifs sont connus dans la technique anté- rieure et l'une des difficultés que ces dispositifs présen- tent réside dans le réglage de l'amplitude de la course de retour du plongeur et du piston, réglage permettant de déterminer la quantité de carburant envoyée dans la tubulure d'injection. Il est connu de compter sur un ressort de rappel pour faire revenir le plongeur et le piston, et de disposer la soupape et les moyens de commande de manière telle que ce piston et ce plongeur puissent être bloqués hydrauliquement lorsque le déplacement voulu a eu lieu. Avec une telle disposition, il est nécessaire, pour assurer un réglage convenable, de prévoir un transducteur, celui-ci fournissant une indication de l'amplitude de la course de retour du piston et du plongeur. Or, la présence d'un transducteur contribue à rendre le dispositif plus complexe et, en outre, le ressort de rappel doit être suffisamment puissant pour être en mesure de faire revenir le plongeur et le piston au cours du temps bref disponible entre les opérations successives de fourniture de carburant. L'invention vise un dispositif de pompage de carburant du type indiqué cidessus, et de construction simple et commode. De façon plus précise, l'invention a pour objet un dispositif du type indiqué ci-dessus, caractérisé par le fait que le piston se présente sous la forme d'un piston à double effet et que ladite soupape peut se déplacer à partir une position intermédiaire à laquelle l'envoi de fluide sous pression vers les extrémités opposées du cylindre renfermant le piston n'est pas possible, vers l'une ou l'autre de deux positions de fonctionnement dans lesquelles le fluide sous pression entre par l'une des extrémités du cylindre et s'échappe par l'autre extrémité de ce cylindre ou inver- sement, ce dispositif comportant également des moyens élastiques agissant entre le piston et un élément de sortie des moyens de commande, le montage étant tel que l'amplitude de la course de retour du piston et du plongeur après 1' envoi du fluide est déterminée par la force fournie par lesdits moyens de commande, force à laquelle s'oppose, au moins partiellement, la force exercée par les- dits moyens élastiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexée et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation. Sur ces dessins, la Figure 1 est une vue de côté, en élévation, du dispositif selon l'invention, et la Figure-2 représente ce même dispositif, à échelle plus petite, ainsi que les divers autres éléments consti- tuant l'ensemble d'alimentation en carburant du motzur. Le dispositif de pompage de carburant selon l'invention, tel que représenté sur la Figure 1, comprend un corps 10 formé de plusieurs pièces, comprenant une plaque de base 11 d'o part une partie tronconique 12 qui est conçue pour venir se lever dans un alésage complémentaire 13 formé dans le bloc moteur. Le corps 10 comporte en outre une partie articulaire 14, qui est assujettie à la plaque 11 au moyen d'une -série de boulons 15, cette partie annulaire 14 est taraudée à son extrémité la plus éloignée de la plaque 11 de manière à recevoir un élément de fermeture 16. La partie 12 du corps délimite une chambre cylindrique dans laquelle est logée une tubulure d'injection 17. L'ensemble de cette tubulure comprend un corps de buse 18, muni d'un rebord, qui fait saillie au-delà de l'extrémité de la partie 13, par une ouverture de petit diamètre prati- quée dans le bloc moteur, de telle sorte que le carburant qui s'écoule par cette tubulure d'injection est dirigé vers une chambre de combustion 19 du moteur. Cette tubulure d'injection est de construction bien connue et il suffit de préciser qu'elle comporte un élément de soupape 21 mobile vers l'extérieur, présentant une tête qui coopère avec un siège, ainsi qu'un ressort de rappel qui exerce une pression sur cette tête pour la faire venir au contact de ce siège. La plaque Il est munie d'un évidement autour de la chambre de la partie 13, et cet évidement reçoit le rebord, ou bride, d'un corps de pompe 22, cette bride étant fixée par une bague de retenue. Ce corps de pompe comporte un prolongement cylindrique creux dont le rôle est de maintenir la bride, ou rebord, du corps 18 de la tubulure d'injection au contact d'un gradin formé dans la chambre comprise dans la partie 12. Dans le corps de pompe 22 est monté un plongeur 23, qui est d'un seul tenant avec un piston 24, ce piston ayant un diamètre plus grand que celui du plongeur et pouvant coulisser dans un manchon 25. Ce manchon peut lui-même coulisser dans un autre manchon 26, dont l'une des extrémi- tés maintenue appliquée contre la plaque il sous l'effet de la pression exércée par une rondelle élastique coincée entre l'élément extrême de fermeture 16 et une face délimitée par la partie annulaire 14. Dans cet élément extrême de fermeture, sont logés des moyens de commande actionnés électriquement et désignés dans leur ensemble par la référence 27, ces moyens de commande comprenant un stator 28 et un induit 29 pouvant se déplacer dans la direction longitudinale. Ce stator porte des enrou- lements 30 alimentés en courant électrique par une pièce terminale 31; lorsque ces enroulements sont alimentés en courant, des nervures du stator sont appliquées de façon magnétique contre des nervures voisines de polarité magnéti- que opposée. L'induit 29 entoure le stator et il est muni de nervures complémentaires. Les nervures de l'induit et celles du stator se chevauchent, de telle sorte que, lorsque les enroulements 30 sont alimentés en courant électrique, le flux magnétique entraîne les faces en regard des nervures les unes vers les autres, ce qui a pour effet, comme repré- senté sur la figure, de faire descendre l'induit 29. Un ressort hélicoidal de compression 32 a pour rôle de solliciter l'induit vers le haut, comme représenté sur la Figure 1. On trouvera une description plus complète d'une forme de réalisation des moyens de commande dans le brevet britannique 1.504.873. A son extrémité inférieure, l'induit présente une protubérance creuse, sur le pourtour interne de laquelle sont prévus des taraudages dans lesquels se vissent des portions filetées d'un élément de raccordement 33 en forme de manchon; cet élément de raccordement est muni d'un rebord,ou bride, extérieur qui vient s'appliquer contre un gradin de la surface périphérique intérieure du manchon 25, de telle sorte que ce dernier est assujetti à l'induit 29 et qu'il se déplace longitudinalement d'un seul bloc avec ce dernier. Entre l'élément de raccordement en forme de manchon 33 -et le piston 24 est intercalé un ressort hélicoïdal de compression 35. De plus, le plongeur 23 comporte un alésage longitudinal dans lequel est logée une soupape 36. Cette soupape comporte une tête 37 qui coopère avec un siège formé autour de l'alésage du plongeur, à son extrémité dirigée vers la tubulure d'injection. Un ressort sollicite cette tête pour l'appliquer contre ce siège. Le manchon 25 comporte deux séries d'ouvertures, ou lumières, 38, 39, situées à une certaine distance les unes des autres, dans la direction longitudinale. Ces ouvertures sont disposées de manière qu'elles se trouvent au-delà de la course du piston 24. Le passage de fluide par les ouver- tures 38, 39, est réglé par le second manchon 26 et, comme représenté sur la Figure 1, celui-ci délimite deux méplats et 41, situés à une certaine distance l'un de l'autre dans la direction longitudinale, ayant une largeur telle qu'ils peuvent boucher les ouvertures correspondantes lors- que l'autre manchon occupe une position intermédiaire. La rainure délimitée par ces méplats est reliée, comme on l'expliquera plus loin, à une source de fluide (carburant) sous faible pression. De plus, les faces opposées des méplats 40 et 41 comportent des rainures 42, 43, qui communi- quent avec des rainures de forme annulaire pratiquées sur la surface périphérique extérieure de l'autre manchon. Ces rainures communiquent chacune avec une source de fluide (carburant) sous forte pression. Comme on le voit d'après la Figure 2, l'espace délimité par l'élément de fermeture extrême communique avec la source de fluide sous faible pression, au moyen d'un étrangleur 44, tandis que l'espace annulaire 45, délimité par les manchons 25 et 26 et dont le volume varie en fonction de la position du manchon 25, communique avec l'espace situé au-dessous du piston 24, de sorte que les pressions agissant sur le manchon s'équili- brent. 1 Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant Au départ (Figure 1), les enroulements 30 ne sont pas excités; cela permet à l'induit 29 de se soulever rapide- ment sous l'action des ressorts 32 et 35. Un tel mouvement ascendant est également imprimé au manchon 25, ce qui a pour effet de mettre l'ouverture, ou lumière, 39, en communication avec la rainure 43 et, par suite, avec la source de fluide sous pression élevée. En outre, l'ouverture, ou lumière, 38, se trouve en regard de la rainure formée entre les méplats 40 et 41 et qui est sous faible pression. De la sorte, la face supérieure du piston 24 est soumise à une pression élevée, tandis que sa face inférieure est soumise à une pression faible. Par conséquent, le piston 24 descend et il en est de même du plongeur 23, de sorte que du carburant est envoyé dans la tubulure d'injection, d'o il s'écoule, à l'état pulvérisé, dans la chambre de combustion 19. Le déplacement du piston et du plongeur s'arrête lorsque le piston arrive au contact du corps de pompe 22. Le piston et le plongeur demeurent à cette position tant que les enroulements 30 ne sont pas excités. Si, maintenant, on fait passer du courant dans ces enroulements, l'induit est soumis à une force qui le fait descendre jusqu'à une position dans laquelle cette force est équilibrée par la force exercée par les ressorts 32 et 35. Un tel déplacement a également pour effet de faire descendre le manchon 25, au-delà de la posi- tion intermédiaire représentée, de manière à mettre les ouvertures, ou lumières, 38, en communication limitée avec la rainure 42, et les ouvertures, ou lumières, 39, en commu- nication limitée avec la rainure comprise entre les méplats et 41. Les pressions de fluide appliquées au piston 24 se trouvent donc inversées, et par suite, le piston se soulève en même temps que le plongeur 23. La différence de pression a pour effet de soulever la tête 37 en la dégageant du siège du plongeur, de telle sorte que du carburant pénè- tre dans l'espace situé au-dessous de ce plongeur. Tandis que le piston monte, la force exercée par le ressort 35 sur le manchon de raccordement 33 augmente, et cette force agit à l'encontre de la force magnétique engendrée par le courant électrique qui passe dans les enroulements. A mesure que la force exercée par le ressort augmente, l'induit, et égale- ment le manchon 25, montent jusqu'à ce que soit atteint un point o les ouvertures 39 et 38 sont bouchées par les méplats 41 et 40. Une fois que cela a eu lieu, le piston ne peut plus se déplacer. L'amplitude du déplacement du piston est définie par la force engendrée par le courant électrique qui passe dans les enroulements 30, de telle sorte que, si l'on fait varier la valeur du courant électrique, on peut faire varier la position du piston 24 et du plongeur 23 à la fin de la course d'introduction de carburant du dispositif selon l'invention. Sur la Figure 2, le dispositif selon l'invention est désigné dans son ensemble par la référence 50. Le fluide sous pression servant à entraîner le piston est fourni par une pompe 51 qui, comme représenté, est du type rotatif. Cette pompe comporte un rotor 52. Le carburant parvient à cette pompe par une admission 53, ce carburant ayant préala- blement traversé un filtre 54 dans lequel il est envoyé par une pompe 55 commandée par un moteur. La pompe 51 comporte une sortie 56 qui communique avec les rainures 42 et 43, et la pression à cette sortie 56 est réglée par une soupape 57 qui joue également le rôle d'accumulateur de carburant. Le filtre 54 est muni d'un étranglement par lequel l'air et le carburant peuvent retourner dans le réservoir à carburant 58. La pompe 52 peut être entraînée en synchronisme avec le moteur correspondant, mais il convient de se rappeler que le carburant sous pression fourni par la pompe doit être disponible pendant une fraction importante du cycle de fonc- tionnement du moteur. Bien entendu, la pompe 51 peut revêtir d'autres formes. L'étrangleur 44 permet à une certaine quantité de carburant de s'échapper par l'élément extrême de fermeture, lorsque du carburant sous pression est appliqué sur la face supé- rieure du piston 24. L'air qui a pu être entraîné avec le carburant et qui a tendance à s'accumuler dans l'élément extrême de fermeture s'échappe par cet étranglement et retourne au filtre. On notera que la pression fournie a la tubulure d'injec- tion est supérieure à la pression définie par la soupape 57, en raison de la différence entre la surface du piston 24 et celle du plongeur 23. -REVENDICATIONS 1. Dispositif de pompage de carburant servant à envoyer du carburant sous pression dans la tubulure d'injec- tion d'un moteur à combustion interne, comprenant un plon- geur animé d'un mouvement de va-et-vient dans un alésage, un piston relié à ce plongeur et ayant un diamètre plus grand que celui de ce dernier, une soupape ayant pour rôle d'envoyer un fluide sous pression sur l'une des faces du piston pour déplacer ce dernier ainsi que le plongeur afin que le carburant contenu dans ledit alésage parvienne à cette tubulure d'injection, et des moyens actionnés élec- triquement servant à commander cette soupape, c a r a c - t é r i s é par le fait que le piston 24 se présentant sous la forme d'un piston à double effet, 1 a d i t e soupape 36 peut se déplacer à partir d'une position interné- diaire, à laquelle l'envoi de fluide sous Dression vers les extrémités opposées du cylindre renfermant le piston n'est pas possible, vers l'une ou l'autre de deux positions de fonctionnement dans lesquelles le fluide sous pression entre par l'une des extrémités du cylindre et s'échappe par l'autre extrémité de ce cylindre ou inver- serent, ce dispositif comportant également des moyens élastiques agissant entre le piston 24 et un élément de sortie des moyens de commande 27 le montage étant tel que l'amplitude de la course de retour du piston et du plongeur après l'envoi du fluide est déterminée par la force fournie par lesdits moyens de commande 27, à laauelle s'oppose, au moins partiellement, la force exercée par lesdits moyens élastiques 32; 35. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend d'autres moyens élastiques agissant entre l'élément de sortie desdits moyens de commande et une partie fixe de ce dispositif. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que-ledit cylindre est délimité par un premier manchon 25 qui peut se déplacer dans un second manchon 26 fixé à l'intérieur de ce dispositif, ledit premier manchon étant monté de façon à pouvoir se déplacer avec ledit élément de sortie, ses deux manchons constituant ladite soupape. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une autre soupape permettant au carburant de s'écouler en direction dudit alésage pendant la course de retour du piston et du plongeur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que cette seconde soupape comprend une soupape proprement dite 36 logée dans un passage compris dans le plongeur 23, comportant une tête 37 qui vient s'appliquer contre un siège formé autour dudit passage,ainsi que des moyens élastiques servant à entraîner la tête pour l'appliquer contre ce siège, cette tête se soulevant de son siège sous l'effet de la différence de pression au cours du retour du plongeur 23. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le passage compris dans le plongeur communique avec celle des faces du piston qui est la plus éloignée du plongeur 23.