Brevet FR2461827A1 — publié le 19810206

La présente invention se rapporte à un système d'injection de combustible destiné à alimenter en combustible un moteur à combustion interne et du type comprenant plusieurs pompes d'injection individuelles dont chacune comprend un plongeur mobile en-va-et-vient etdes moyens logés à l'intérieur de la pompe pour actionner le plongeur, chaque pompe étant associée àun injecteur de combustible à travers lequel le combustible chassé par le plongeur correspondant est envoyé en service vers une chambre de combustion du moteur. Il est connu d'actionner les plongeurs par un dispositif d'actionnement hydraulique qui, à son tour est commandé par une soupape actionnée électriquement. Il a été suggéré de faire actionner directement les plongeurs par un dispositif utilisant l'électricité comme source d'énergie. L'alimentation de ce distributeur ou de ce dispositif en énergie électrique est commandée par un système de commande qui est alimenté avec des signaux représentatifs de divers paramètres désirés et réels du fonctionnement du moteur et avec des signaux indicatifs de la position des organes rotatifs du moteur de manière que l'injection de combustible se produise au moment voulu.La commande de la quantité de combustible pose un autre problème et il a été proposé de réaliser cette commande en utilisant des transducteurs combinés respectivement aux pompes qui captent la position des plongeurs et fournissent un signal au système de commande qui en excitant en partie les soupapes ou les dispositifs, est capable d'interrompre le mouvement des plongeurs pendant leurs courses de remplissage. La présence des transducteurs et des liaisons qui les relient au système de commande ajoute à la complexité du système d'alimentation en combustible et, en outre, le système de commande est compliqué par le fait qu'il doit être capable de répondre aux signaux provenant de chaque transducteur et de fournir le courant de maintien nécessaire pour maintenir la position du plongeur correspondant tout en étant en même temps capable de fournir le courant aux autres pompes à combustible. En outre, la quantité de combustible fournie à chaque injecteur peut varier en fonction dla précision relative des transducteurs. Le but de l'invention est de réaliser un système du type précité sous une forme simple et commode. Suivant l'invention, dans un circuit de combustible du type précité, chaque pompe à combustible comprend une butée réglable qui peut être actionnée pour déterminer la position que le plongeur de la pompe atteint pendant sa source de remplissage, une tringlerie relie les butées entre elles, un mécanisme d'actionnement pour régler la position de la tringlerie et un transducteur pour fournir un signal indicatif de la position réglée desdites butées, ce signal étant fourni en servi-ce à un système de commande qui commande le fonctionnement du mécanisme d'actionnement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appraitront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue schématique d'un exemple d'un système de combustible suivant l'invention; et - la Fig. 2 est une vue en élévation latérale et en coupe montrant une partie du système représenté sur la Fig. 1. En se référant aux dessins le système d'alimentation en combustible comprend plusieurs ensembles pompe injecteur 9 en nombre égal au nombre des cylindres du moteur associé. Les ensembles pompe-injecteur sont représentés en détail sur la Fig. 2 et, comme on le voit en se référant à cette Fig. 2, chaque ensemble pompe injecteur comprend un corps 10 ayant dans son ensemble une forme cylindrique. Ce corps 10 présente un premier bossage 11 qui fait saillie axialement sur ce corps et un deuxième bossage 12 qui fait saillie latéralement sur ce corps. Ces deux bossages comportent des filetages. Le premier bossage est creux et délimite un épaulement intérieur 13 contre lequel est appliqué la collerette d'un cylindre de pompe 14. Le cylindre de pompe 14 est engagé avec jeu dans une chambre cylindrique 15 délimitée à l'intérieur du corps. La collerette du cylindre 14 de pompe est maintenue en contact avec l'épaulement 13 par un manchon 16 dont une extrémité est en contact avec la collerette. L'autre extrémité du manchon 16 a un diamètre réduit et coopere avec une collerette 17 formée sur un ensemble injecteur 18. La collerette 17 de l'injecteur est en contact avec un écrou de retenue 19 vissé sur le bossage 11. L' écrou de retenue présente une ouverture cylindrique à laquelle s'étend une partie de l'injecteur et, en service, la face d'extrémité de cette partie de l'injecteur et la face d'extrémité de l'écrou de retenue 19 sont exposées dans la chambre de combustion d'un moteur.Comme représenté, un épaulement formé sur l'écrou de retenue est situé contre une rondelle en cuivre ou équivalent, dont le contour est représenté en traits interrompus 20 et qui est placée contre un épaulement forme dans un trou ménagé dans la culasse du moteur. L'ensemble d'injecteur comprend un obturateur 21 dont une extrémité forme une tête qui coopère avec un siège. L'obturateur est sollicité vers sa position de fermeture par un ressort hélicoldal de compression 22. Comme le remarqueront les techniciens, l'injecteur est du type ouvrant vers l'extérieur dans lequel, lorsque du combustible sous pression agit sur ladite tête de l'obturateur, cet obturateur est déplacé à l'en- contre de l'action du ressort pour permettre au combustible de s'écouler à travers un orifice de sortie. Dans l'alésage défini dans le cylindre de la pompe est logé un plongeur de pompage 23. Ce plongeur s'étend hors de l'extrémité du cylindre et forme une collerette entre laquelle et l'extrémité du cylindre de la pompe est interposé un ressort helicoïdal de compression 24. L'extrémité à collerette du plongeur de la pompe présente des rainures radiales et le mouvement du plongeur sous faction du ressort 24 est limité par la butée du plongeur et une bague d'arrêt 25 disposee contre un épaulement formé dans le corps. En outre, le plongeur présente une cavité qui, comme représenté, reçoit l'extrémité d'une tige-poussoir 26. Du combustible est fourni à l'espace formé à l'tinté rieur du corps d'une façon qui sera expliquée plus loin. Ce combustible se trouve sous une faible pression et, pendant le mouvement du plongeur vers l'extérieur sous l'action du ressort 24, du combustible est aspiré dans le cylindre délimité par le cylindre de la pompe. Ce combustible s'écoule à travers un clapet anti-retour de sorte que, lorsque le plongeur 23 se deplace vers l'intérieur en surmontant l'action du ressort 24, le clapet anti-retour reste fermé et le combustible chassé par le plongeur 23 est distribué à travers l'injecteur. Le clapet anti-retour comprend un élément mobile 27 comprenant lui-même une queue 28 qui coulisse dans l'alésage du cylindre de la pompe. Cet élément mobile comprend également une tête 29 qui est de plus grand diamètre que la queue et, dans la position de fermeture de l'élément mobile, cette tête est en contact avec un bord annulaire 30 formé à l'extrémité de la partie élargie de l'alésage du cylindre. L'élément mobile est sollicité vers sa position de fermeture par un ressort de compression 31 et il est traversé par un trou 32. En outre, le cylindre 14 comporte deux trous radiaux 33 adjacents à la collerette. A leur extrémité extérieure, les trous 33 communiquent avec 11 espace délimité entre la périphérie extérieure du cylindre de la pompe et la paroi 15 de la chambre formée dans le corps.A leur extrémité intérieure, les trous communiquent avec une gorge circonférentielle 34 ménagée dans la périphérie de la queue 28 de l'élément mobile. En outre, la queue 28 de l'élément mobile est d'une longueur telle que, vers la fin de la course du plongeur, ce dernier attaque la queue et soulève l'élément mobile de son siège en surmontant l'action du ressort 31. Lorsque ceci se produit, vers la fin du refoulement du combustible par le plongeur de pompage, la pression du fluide fourni à l'injecteur est ramenée brusquement à celle qui règne dans la chambre contenant le cylindre de la pompe La raison de cette diminution brusque consiste dans le fait que, lorsque l'élément mobile est soulevé de son siège, la gorge 34 met les trous 33 en communication avec la partie élargie de l'alésage qui est située au-dessous de la tête de l'élément mobile.Sous l'effet de la réduction rapide de la pression du combustible, l'élément mobile 21 peut venir rapidement contre son siège et le risque d'injection de combustible non atomisé à travers l'injecteur est réduit à un minimum. Lorsque le plongeur de pompage est rappelé sous l'action du ressort 24, l'élément mobile 27 reste dans une position dans laquelle les trous 33 sont en communication avec l'alésage et dans laquelle la tête 29 est soulevée du bord 30. La raison pour laquelle ceci se produit est que du fluide sous pression provenant de ladite chambre agit sur la tête de l'élément mobile et que du combustible s'écoule dans l'alésage occupé par le plongeur. L'écoulement du combustible dans l'alésage se poursuit jusqu'à ce que le mouvement du plongeur soit arrêté, soit par la bague d'arrêt 25, soit plus tout; ainsi qu'on l'expliquera.Dès que le mouvement du plongeur 23 est arrêté aucun autre combus tible ne peut plus pénétrer dans l'alésage et les pressions de fluide q agissent sur 1 elément mobile 27 sont équili hees. Par conséquent l'élément mobile se déplace sous l'action du ressort 31 jusqu'à ce que la tête de cet élément mobile entre en contact avec le bord précite a communication entre les trous 33 et l'alésage est donc interrompue. Un dispositif électromagnétique est prévu pour provo- quer le mouvement du piston 23 Ce mouvement est obtenu par l'intermédiaire de la tige-poussoir 26 qui s'étend avec jeu dans un perçage 34a forme dans un noyau 35 qui est lui-même avantag-eusement venu de matière avec le corps 10 Ce noyau s 'étend sur le côte du corps qui est à l'opposé du premier bossage 31. Le noyau est en une matière magnétisable ainsi que oar consequent le corps 10 dans ce mode de réalisation. Tou.efois, il est évident que le noyau et le corps peuvent etre constitués par des pièces distinctes. Le noyau a dans son ensemble une forme tronconique et comporte plusieurs gorges circonférentielles 36. Ces gorges délimitent des nervures circonférentielles 37 et on remarquera que plus une nervure donnée est éloignée du corps 10, plus son diamètre est petit En outre il en est de même pour la profondeur des gorges 36 et, d'une façon générale, la largeur des gorges croît avec l'accroissement de la distance qui les sépare du corps 10 Les surfaces externes des nervures 37 sont inclinées sur l'axe du noyau et un enroulement 38 est logé dans chacune des gorges. Les enroulements sont avantageusement con nectés en série de telle manière que lorsqu'on fait passer un courant électrique dans les enroulements, le sens du courant dans un enroulement soit oppose au sens du courant dans l'enroulement adjacent.De cette façon, lorsqu'on fait passer un courant électrique dans les enroulements, les nervures adjacentes 37 sont aimantées avec des polarités magnétiques opposées. Une extrémité des enroulements connectés en série est avantageusement connectée au noyau tandis que l'autre extrémité de ces enroulements est connectée à une borne portée par un bloc isolant 40 qui est lui-même fixé au boîtier 10 comme représenté sur la Fig. 2. Le noyau est entouré d'une armature 41.Cette armature est également formée d'une matière magnétisable et présente une section mince. L'armature 41 peut être considérée comme une série de boucles de diamètre décroissant qui sont reliées ensemble par des parties inclinées telles que celle représentée en 42, les surfaces internes des parties inclinées étant à peu près parallèles aux faces des nervures 37 précitées. L'armature présente une forme en godet et son fond est percé de deux trous 43 et d'un trou central qui reçoit un bouchon 44 dans lequel est logée l'extrémité la plus éloignée de la tige-poussoir 26. Lorsque les enroulements sont alimentés en courant électrique, l'armature descend, en considérant le dessin, pour réduire la réluctance des entrefers entre les nervures et les parties inclinées 42 de l'armature.Elle imprime ainsi un mouvement au plongeur 23. L'armature est entourée d'un boitier creux 45 en forme de godet qui est en une matière non magnétique, et avantageusement constitué par une pièce moulée en alliage à base de zinc. Comme représenté le boitier présente une surface périphérique extérieure étagée et ses côtés ont une forme convergente pour permettre son extraction de son moule. La surface périphérique interne est également de forme étagée et est conformé, comme on le décrira, de fa çon à supporter l'armature dans son mouvement axial. La partie d'extrémité du capot, c'est-à-dire, en général, la partie qui s'étend entre l'épaulement extérieur précité désigné par la référence 46 et le corps 10 présente quatre nervures intérieures 47 entre lesquelles sont délimitées des cavités. Ainsi qu'on l'a déjà expliqué, les surfaces internes sont convergentes pour permettre le démoulage. Après le démoulage7 on usine les nervures 47 pour former des surfaces qui s'étendent parallèlement à l'axe du noyau. De cette façon, on forme quatre surfaces de portée 48 avec lesquelles l'extrémité large de l'armature vient en con tact. Le boîtier comporte quatre autres nervures 49 qui, après usinage, sont également convergentes pour permettre le démoulage. Ensuite, les surfaces internes des nervures 49 sont usinées pour former des surfaces de portée 50 qui coopèrent avec des surfaces complémentaires de l'armature plus proches de l'extrémité étroite de cette dernière. L'espace délimité à l'intérieur du boîtier 45 est relié à une entrée 52 de combustible formée dans le bossage 12 et, en service, du combustible peut s'écouler vers le haut, sur les faces internes et externes de l'armature à travers les trous 43 s'il s'est écoulé de bas en haut sur la face externe de l'armature, puis descendre par le perçage 34a dans l'alésage 15 du corps. De cette façon, le refroidissement des enroulements est assure par le combustible.L'ensemble pompe-injecteur est retenu en position dans le trou de la culasse du moteur par une bride de serrage 53 qui est en contact avec l'épaulement 46 du boîtier. La bride de serrage comporte deux oreilles percées de trous dans lesquels, sont disposés des goujons filetés fixés dans des trous ménages dans la culasse du moteur. Des écrous 54 sont vissés sur les goujons. Un goujon est représenté en traits interrompus sur la Fig. 2. La quantité de combustible injectée à travers l'injecteur dépend de la position du plongeur 23 à la fin de la course de remplissage. Cette position, comme représenté sur la Fig. 1, est déterminée par une butée réglable constituée par une came 54 qui est montée sur un arbre tourillonnant dans le boîtier 45. La came peut coopérer avec le bouchon 44 de l'armature 41 et un levier 55 est relié à l'arbre, et est couplé à une tringlerie 56 également reliée aux leviers 55 des autres ensembles pompes-injecteurs. La tringlerie 56 est reliée à une extrémité d'un autre levier oscillant 57 dont l'autre extrémité comporte une tête sphérique disposée entre un piston 58 et une butée 59. Le piston et la butée coulissent dans un cylindre 60, la butée étant sollicitée élastiquement par un ressort hélicoldal de compression 61. L'extrémité du cylindre qui contient le ressort communique avec une décharge tandis que l'autre extrémité du cylindre communique avec la sortie d'une pompe 61a qui aspire un liquide, avantageusement un combustible, dans un réservoir 62. Dans l'exemple considéré, le réservoir contient un combustible et la sortie de la pompe est reliée aux entrées de combustible 52 des divers ensembles pompes-injecteurs. La pression de sortie de la pompe est réglée par une soupape de décharge 63 et une soupape de commande 64 est intercalée entre la sortie de la pompe et le cylindre 60. Un point situé en aval de la soupape 64 est relié à la décharge par un étranglement 65. La soupape de commande 64 est commandée électriquement et, en réduisant le degré limitation assuré par cette soupape, on peut augmenter la pression appliquée au piston 58. Lorsque la pression appliquée au piston 58 s'élève, le levier 57 et la tringlerie 56, avec les leviers 55, déplacent les cames 54 pour permettre à l'armature et au plongeur 23 de se déplacer plus loin vers l'extérieur. En d'autres termes, la course eff-icace du plongeur lors de la course suivante est augmentée et, de cette façon, une plus grande quantité de combustible est injectée par l'injecteur. Inversement, si la pression appliquée au piston 58 est réduite, la course du plongeur est alors également réduite. La soupape 64 est commandée par un dispositif de commande 66 qui agit également comme un régulateur pour le moteur.Le dispositif reçoit un signal de demande par une ligne 67 et des signaux représentatifs de la position des organes rotatifs du moteur, par une ligne 68. Des signaux sont fournis par le dispositif de commande aux enroulements des ensembles pompes-injecteurs pour assurer que ces derniers sont actionnés en synchronisme avec le moteur. Le dispositif de commande 66 reçoit egale- ment un signal indicatif du réglage des cars 54, semis par un transducteur 69 qui comprend un enroulement 70 enroulé sur une forme qui entoure la butée 59. Cette dernière modifie l'inductance de l'enroulement 70 par son mouvement et le signal fourni au dispositif de commande est utilisé dans celui-ci pour assurer que le réglage de la soupape 64 est tel que la quantité de combustible fournie au moteur soit appropriée aux conditions réelles et desireesde fonctionnement de ce moteur. Bien que la forme de réalisation décrite comprenne un mécanisme d'actionnement hydraulique pour régler la tringlerie et les cames, il est évident que l'on pourrait utiliser d'autres formes de mécanismes d'actionnement, par exemple, un moteur électrique ou un dispositif pneumatique. REVENDICATIONS 1 - Système d'injection de combustible destiné à alimenter en combustible un moteur à combustion interne et comprenant plusieurs pompes d'injection individuelles dont chacune comprend un plongeur de pompage mobile enva-et-vient, des moyens dans cette pompe pour actionner le plongeur associé, des injecteurs de combustible respectivement combinés aux pompes et à travers lesquels du combustible chassé par les plongeurs s'écoule dans les chambres de combustion du moteur, une butée réglable pour déterminer la position que le plongeur atteint pendant sa course de remplissage, une tringlerie qui relie entre elles les butées des diverse pompes, un mécanisme d'actionneeent servant à régler la position de la tringle rie et un transducteur qui fournit un signal indicatif de la position réglée des butées, ce signal étant transmis à un dispositif de commande qui commande le fonctionnement dudit mécanisme d'actionnement. 2 - Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite butée comprend une came réglable. 3 - Système suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens servant à actionner le plongeur de pompage comprennent un dispositif électromagnétique qui comprend une armature en liaison d'entrainement avec le plongeur de la pompe. 4 - Système suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite came réglable est montée sur un boîtier qui entoure le dispositif électromagnétique. 5 - Système suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'actionnement comprend un piston commandé par fluide logé dans un cylindre, des moyens élastiques qui tendent à placer le piston dans une position dans laquelle une quantité minimale de fluide est fournie au moteur et une soupape de commande ou autre moyen analogue servant à faire varier la pression de fluide appliquée au piston. 6 - Système suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un levier oscillant dont une extrémité est reliée à une tringle reliée à son tour aux leviers respectifs des pompes, l'autre extrémité du levier étant inter posée entre le piston et une butée pour lesdits moyens élastiques. 7. Système suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite butée forme une partie dudit transducteur, l'autre partie de ce transducteur étant constituée par un enroulement qui entoure ladite butée et est monté sur un élément fixe qui constitue un cylindre dans lequel coulissent le piston et la butée. 8. Système suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une pompe d'alimentation pour distribuer du combustible sous pression auxdites pompes à combustible, ladite soupape de commande ou autre moyen analogue étant disposé entre la sortie de la pompe d'alimentation et un cylindre qui contient ledit piston et un passage étranglé qui s'étend à partir d'un point situé en aval de ladite soupape de commande de sorte que la pression appliquée audit piston peut être modifiée par le réglage de ladite soupape ou autre moyen analogue.