Brevet FR2466628A1 — publié le 19810410

i La présente invention se rapporte aux dispositifs d'a- limentation en combustible pour moteurs à allumage par com- pression, en particulier ceux du type dit à injection direc- te, ces dispositifs comprenant des pompes à combustible à commande électro-magnétique. Lorsque du combustible est injecté directement dans une chambre de combustion formée par le cylindre d'un moteur à allumage par compression, il est nécessaire de fournir le combustible à une pression plus élevée que dans le cas d'un moteur du type à injection indirecte dans lequel le combusti- ble est distribué à une chambre de combustion qui est reliée au cylindre du moteur par unpassage. En outre, avec le type de moteur à injection directe, il est nécessaire d'utiliser un injecteur du type s'ouvrant vers l'intérieur au lieu d'un injecteur du type s'ouvrant vers l'extérieur qu'il est possi- ble d'utiliser sur les moteurs à injection indirecte. On a décrit dans la demande de brevet britannique no 7 912 311 une pompe à commande électromagnétique dans laquel- le l'injecteur est du type s'ouvrant vers l'extérieur et est incorporé dans le corps de la pompe. Si l'on exige une pres- sion plus élevée, il est évidemment nécessaire d'augmenter la dimension du dispositif électromagnétique de manière à pouvoir développer une plus forte pression de combustible pour un vo- lume donné de combustible débité. De ce fait, la dimension et le poids de la pompe sont augmentés ce qui augmente les diffi- cultés que l'on rencontre pour monter plusieurs pompes de ce type sur un moteur et augmente également notablement le coût du dispositif d'alimentation en combustible. Etant donné que, dans le cas o le dispositif comporte des pompes en nombre égal au nombre des cylindres du moteur, chaque pompe ne doit refouler le combustible que tous les deux tours du moteur, il a été proposé de réduire de moitié le nombre des pompes et d'astreindre chaque pompe à fournir le combustible à deux injecteurs tour à tour. De cette façon, on réalise une économie considérable sur le dispositif d'ali- mentation en combustible du moteur. Suivant l'invention, un dispositif d'alimentation en combustible destiné à alimenter en combustible un moteur à allumage par compression comprend des injecteurs qui, en ser- vice sont montés sur le moteur associé de manière à diriger le combustible vers les chambres de combustion du moteur res- pectivement, une ou plusieurs pompes électromagnétiques pour distribuer le combustible sous pression, et un dispositif de soupape associé à la pompe ou aux pompes respectivement de manière que, en service, la pompe ou chaque pompe fournisse du combustible à deux injecteurs tour à tour et en synchronis- me avec le fonctionnement du moteur auquel le dispositif est combiné. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue en élévation latérale et en coupe verticale d'une pompe; - la Fig. 2 est une vue schématique d'un dispositif d'alimentation en combustible pour un moteur à quatre cylin- dres. Suivant l'exemple de réalisation représenté sur la Fig. 1, le dispositif comporte une pompe 9 à commande électro- magnétique qui comprend un corps 10 ayant dans son ensemble une forme cylindrique. Ce corps 10 comporte un premier bos- sage 11 qui fait saillie axialement sur ce corps et un deuxiè- me bossage 12 qui fait saillie latéralement sur le corps. Les deux bossages présentent des filetages périphériques. Le premier bossage est de forme creuse et présente un épaulement intérieur 13 contre lequel prend appui la colle- rette d'un barillet de pompe 14. Ce barillet s'étend avec jeu dans une chambre cylindrique 15 formée à l'intérieur du corps et la collerette du barillet est maintenue en appui sur l'é- paulement 13 au moyen d'un élément 16 en forme de godet qui délimite une sortie 17. Cet élément 16 est maintenu en appui sur la collerette du barillet au moyen d'un écrou de retenue 18 qui est vissé sur le bossage 11. Dans l'alésage formé dans le barillet de la pompe est logé un plongeur de pompage 23 et ce plongeur s'étend au de- là de l'extrémité du barillet et comporte une collerette en- tre laquelle et l'extrémité du barillet est interposé un res- sort hélicoïdal de compression 24. L'extrémité à collerette du plongeur présente des rainures radiales et le mouvement du plongeur sous l'action du ressort 24 est limité par le contact entre le plongeur et une bague de butée 25 qui est en appui contre un épaulement formé dans le corps. Par ail- leurs, le plongeur présente une cavité qui reçoit l'extré- mité d'une tige poussoir 26. Le combustible est distribué à l'espace délimité dans le corps d'une façon qui sera expliquée plus loin. Ce combus- tible est sous une faible pression et, pendant le mouvement du plongeur vers l'extérieur sous l'action du ressort 24, le combustible est aspiré dans la chambre délimitée par le baril- let de la pompe et s'écoule à travers un clapet anti-retour tandis que, lorsque le plongeur se déplace vers l'intérieur, le clapet anti-retour reste fermé et le fluide est alors re- foulé à travers la sortie 17. Le claÉet anti-retour comprend un obturateur mobile 27 comportant une queue 28 qui est montée coulissante dans l'a- lésage du barâlet de la pompe. Cet obturateur mobile comprend également une tête 29 qui a un diamètre plus grand que la queue et, dans la position de fermeture de l'obturateur mo- bile, cette tête est en appui sur un bord annulaire 30 formé a l'extrémité d'une partie agrandie de l'alésage du barillet. L'obturateur mobile est repoussé vers la position de ferme- ture par un ressort de compression 31 et il est traversé par un perçage-32. En outre, le barillet 14 comporte dans la ré- gion adjacente à sa collerette deux orifices radiaux 33 qui communiquent à leur extrémité extérieure avec l'espace délimité entre la périphérie extérieure du barillet et la paroi 15 de la chambre formée dans le corps. A leur extrémi- té intérieure les orifices communiquent avec une gorge cir- conférentielle 34 formée dans la périphérie de la queue 28 de l'obturateur mobile. La queue 28 a une longueur telle que, vers la fin de la course du plongeur, celui-ci rencontre la queue et soulève l'obturateur mobile en surmontant l'action du ressort 31. Lorsque ceci se produit, la distribution du combustible par la sortie 17 cesse et le volume restant du combustible refoulé par le plongeur s'écoule par les orifices 33. Lorsque le plongeur est ramené en arrière sous-l'ac- tion du ressort 24, l'obturateur mobile 27 du clapet anti-re- tour reste dans une position dans laquelle les orifices 33 sont en communication avec l'alésage du barillet et o la tê- te 29 est soulevée du bord 30. La raison en est que le combus- tible sous pression éjecté de la chambre précitée agit sur la tête de l'obturateur mobile et que le combustible pénètre dans l'alésage occupé par le plongeur. Cet écoulement de com- bustible se poursuit, soit jusqu'à ce que le mouvement du plongeur soit interrompu par la bague d'arrêt, soit plut t8t9 ainsi qu'on l'expliquera plus loin. Dès que le mouvement du plongeur est interrompu, le combustible ne peut plus pénétrer dans l'alésage et les pressions hydrauliques agissant sur l'obturateur mobile sont équilibrées.-Par suite, l'obturateur mobile se déplace sous l'action du ressort 31 jusqu'à ce que la tête rencontre le bord précité et que la communication en- tre les orifices et l'alésage soit interrompue. Pour assurer le mouvement du plongeur de la pompe qui se produit en surmontant l'action du ressort 24 et dans le sens tendant à refouler le combustible à travers la sortie 17, il est prévu un dispositif électromagnétique qui imprime son mouvement au plongeur par l'intermédiaire d'une tige poussoir 26 qui s'étend à travers un perçage 34a ménagé dans un noyau 35. Ce noyau est formé d'une matière magnétisable et il est avantageusement venu de matière avec le corps de la pompe. Tou- tefois, il peut également être réalisé sous la forme d'une - pièce distincte, auquel cas il n'est pas nécessaire que le corps soit fait d'une matière magnétisable. Ce noyau a dans son ensemble une forme tronconique et il comporte une série de gorges çirconférentielles 36. Ces gorges délimitent entre elles des nervures circonférentielles 37 et plus les nervures sont éloignées du corps 10, plus leur diamètre est petit. En outre, la largeur des gorges 36 augmente avec la distance qui les sépare du corps 100 La surface externe des nervures est inclinée sur l'axe du noyau et chaque gorge contient un enroulement 38. Les enroulements, qui sont des enroulements a spires multiples, sont avantageusement connectés en série de manière que, lorsque le courant électrique parcourt ces enroulements, le sens de passage du courant dans un enroule- ment soit l'inverse du sens de passage du courant dans les enroulements adjacents. De cette façon, lorsque le courant électrique parcourt les enroulements, les nervures adjacentes sont aimantées avec des polarités magnétiques opposées. D'une façon avantageuse, une extrémité des enroulements connectés en série est connectée au noyau tandis que l'autre extrémité est connectée à une borne 39 qui est portée par un bloc 40 en matière isolante de l'électricité, qui est fixé au corps. Le noyau est entouré d'une armature 41 qui est égale- ment faite d'une matière magnétisable mais qui a une section mince. L'armature 41 peut être considérée comme composée de plusieurs cercles ou colliers de diamètres décroissants qui sont reliés entre eux par des parties inclinées telles que celle représentée en 42. Les faces internes des parties in- clinées sont à peu près parallèles aux faces précitées des nervures 37. Ltarmature présente la forme d'un godet et son fond est percé de deux trous 43 et d'un trou central qui re- çoit un bouchon 44 dans lequel est logée l'extrémité de la tige poussoir 27 qui est opposée au barillet de la pompe. Lorsque les enroulements sont excités, l'armature descend pour réduire la réluctance des entre-fers existant entre les nervures et les parties inclinées 42 de l'armature, et impri- me ainsi un mouvement au plongeur de pompage 23. L'armature est entourée d'un capot creux 45 qui est formé d'une matière non magnétique et est avantageusement constitué par une pièce de fonderie en alliage à base de zinc. Pour la commodité, la surface périphérique externe du capot présente un épaulement 46 et les surfaces latérales de ce capot présentent une dépouille de manière à permettre d'ex- traire la pièce de l'empreinte du moule. La surface interne présente également une forme étagée et elle est conformée pour guider l'armature dans son mouvement axial. La partie terminale du capot, c'est-à-dire la partie qui s'étend entre l'épaulement externe et le corps 10, présente quatre nervu- res intérieures 47 et, entre ces nervures, sont formées des cavités. Ainsi qu'on l'a expliqué plus haut, pour permettre d'extraire la pièce de fonderie de son moule, les surfaces internes présentent une dépouille et, après le démoulage, on usine les nervures 47 de manière à délimiter des surfaces cy- lindriques qui s'étendent parallèlement à l'axe du noyau. De cette façon, on forme quatre surfaces de portée 48 sur les- quelles l'armature porte à son extrémité la plus large. Le capot est pourvu de quatre autres nervures 49 qui présente également une forme convergente prévue lors de sa fabrication. Les surfaces internes des nervures sont usinées de manière à former des surfaces de portée cylindriques qui sont en contact avec des surfaces complémentaires de l'arma- ture qui sont plus proches de l'extrémité étroite de cette armature. L'extrémité ouverte du capot est fermée par un élé- ment de fermeture 51 non métallique qui présente dans son en- semble la forme d'une cuvette. La paroi de cet élément de fer- meture s'étend dans le capot et sa partie d'extrémité est en contact avec une bague d'étanchéité disposée contre un épau- lement adjacent aux nervures 49. L'élément de fermeture 51 est retenu par une déformation -appropriée de la partie d'ex- trémité du capot et le volume délimité à l'intérieur du capot est relié à une entrée 52 de combustible formée dans le bos- sage 12. En service, le fluide peut s'écouler de bas en haut sur la surface interne ou sur la surface externe de l'arma- ture, a travers les trous 43 stil s'est écoulé de bas en haut sur la surface externe de l'armature, et descendre ensuite dans le perçage 34a pour atteindre l'alésage 50 du corps. De cette façpn, le refroidissement des enroulements est assuré par le combustible.J La jupe de l'élément 51 de fermeture d'extrémité pré- sente dans sa surface périphérique externe une gorge circon- férentielle 55. Dans la gorge est logé un enroulement électri- que 56 à une seule couche dont les extrémités sont connectées a des bornes 57 portées par l'élément de fermeture d'extrémi- té. L'armature 41 porte une bague 58 faite d'une matière con-- ductrice de l'électricité, et, lorsqu'on fournit un courant alternatif à l'enroulement 56, des courants de Foucault circu- lent dans la bague 58, en provoquant une modification de l'in- ductance de l'enroulement 56. L'amplitude de la variation de l'inductance dépend de la longueur de-la partie de la bague 58 qui est située dans les limites de l'enroulement et, étant donné que la bague est montée sur l'armature, la valeur de l'inductance donne une indication de la position axiale de 1' armature. En fonctionnement, s'il est nécessaire de débiter le volume maximum de combustible, on laisse alors le plongeur 23 décrire sa course maximum sous l'action du ressort 24. Les enroulements peuvent être désexcités aussitôt après que l'é- jection du combustible s'est produite ou encore ils peuvent être désexcités un certain temps avant l'instant o l'éjection suivante de combustible est nécessaire, pourvu que le combus- tible dispose de suffisamment de temps pour pénétrer dans l'a- lésage du barillet de la pompe. S'il est nécessaire que la pompe débite moins que son volume maximum de combustible, le mouvement de retour de l'armature effectué sous l'action du ressort 24 doit alors être arrêté dans une position quelconque intermédiaire. Le transducteur formé de l'enroulement 56 et de la bague 58 donne une indication de la position du plon-- geur et, en utilisant le signal fourni par le transducteur, il est possible d'exciter partiellement les enroulements lorsque le plongeur a décrit la course voulue. Cette excita- tion partielle des enroulements crée une force suffisante pour retenir l'armature en surmontant l'action du ressort 24 mais elle ne soumet pas le combustible contenu dans la sortie 17 à une pression notable. Lorsque la distribution du combus- tible est nécessaire, les enroulements sont complètement exci- tés et le combustible s'écoule par la sortie jusqu'à ce que la tête 29 de l'obturateur mobile soit soulevée de son siège, Le remplissage de l'alésage peut se produire à n'importe quel instant après la fin de la distribution de combustible et a- vant que la distribution suivante ne soit nécessaire. Toute- fois, il convient de tenir compte du fait que le remplissage de l'alésage par le combustible exige un temps fini et que, par conséquent, si l'on décide de remplir cet alésage immé- diatement avant que la distribution de combustible ne soit nécessaire, on doit laisser un temps suffisant pour que le remplissage puisse se produire. En se reportant maintenant à la Fig. 2, on voit que le dispositif d'alimentation comprend quatre injecteurs 19, , 21 et 22 et que, en service, ces injecteurs sont montés dans la culasse du moteur auquel le dispositif d'alimentation est combiné de manière à injecter le combustible dans les chambres de combustion délimitées respectivement par les di- vers cylindres du moteur. Les injecteurs sont représentés schématiquement comme étant du type s'ouvrant vers l'inté- rieur, avec des obturateurs mobiles 60 chargés par des res- sorts 61 qui tendent à les appliquer en contact sur leurs sièges. Deux pompes 9 telles que celles décrites plus haut sont prévues, l'une des pompes fournissant le combustible aux injecteurs 19 et 20 tour à tour et l'autre pompe fournis- sant le combustible aux injecteurs 21 et 22 tour à tour. Les sorties 17 des pompes 9 sont reliées respectivement aux en- trées de deux distributeurs inverseurs qui sont eux-mêmes reliés respectivement aux injecteurs. Ainsi qu'on l'a repré- senté, chaque distributeur inverseur comprend un tiroir 61 qui présente deux portées espacées 62, 63 servant à commander l'écoulement du combustible à travers les orifices de sortie du distributeur. Le tiroir est chargé par un ressort dans un sens et il est déplacé dans le sens opposé par un dispositif d'actionnement électromagnétique 64, le dispositif décrit comportant deux de ces dispositifs d'actionnement. Ainsi qu' on l'observera, le réglage du tiroir combiné à la pompe qui fournit le combustible aux injecteurs 19 et 20 est tel que, lorsque le combustible est débité par la pompe 9, il s'écoule vers l'injecteur 19. Lorsque le dispositif 64 est excité, le tiroir se déplace dans l'autre position dans laquelle du combustible est distribué par la pompe à l'injecteur 20. Les dispositifs d'actionnement 64 sont commandés élec- triquement par le dispositif de commande qui est prévu pour les pompes de telle manière que du combustible soit envoyé aux cylindres du moteur tour à tour et aux instants appropriés. Toutefois, les tiroir 61 peuvent éventuellement être reliés mécaniquement et commandés par un seul dispositif mais ceci ne constitue pas l'agencement préféré en raison de la diffi- culté de réaliser une liaison mécanique entre les distribu- teurs inverseurs. Il est souhaitable que les pompes soient montées aussi près que possible des distributeurs inverseurs. Elles peuvent être fixées directement aux corps des distributeurs ou re- liées à ces corps par de petites longueurs de tubes à haute pression. En utilisant deux pompes telles que celles décrites, on obtient une réduction importante du coût de l'installation comparativement aux cas o un groupe combiné pompe-injecteur est prévu pour chaque chambre de combustion du moteur. Bien que le dispositif décrit ci-dessus soit principalement desti- né à être utilisé avec un moteur à injection directe, il est naturellement possible d'utiliser le même agencement pour un moteur à combustion indirecte avec la forme d'injecteurs in- diquée, c'est-à-dire avec des injecteurs du type ouvrant vers l'int6rieur ou du type ouvrant vers l'extérieur. il REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'alimentation en combustible pour mo- teur à allumage par compression, ce dispositif étant caracté- risé en ce qu'il comprend des injecteurs (19) qui, en service sont montés sur le moteur auquel le dispositif est combiné pour envoyer le combustible dans les chambres de combustion du moteur respectivement, une ou plusieurs pompes (9) à ac- tionnement électromagnétique servant à fournir le combustible sous pression, et des distributeurs (60) combinés respective- ment à la pompe (9) ou aux pompes (9) de telle manière que, en fonctionnement, la pompe ou chaque pompe fournisse le com- bustible à deux injecteurs (19) tour à tour à des instants coordonnés avec le fonctionnement du moteur. 2 - Dispositif d'alimentation en combustible suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le distributeur ou au moins l'un des distributeurs est commandé par un disposi- tif à actionnement électromagnétique. 3 - Dispositif d'alimentation en combustible suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les autres distri- buteurs sont reliés mécaniquement au dispositif d'actionne- ment électromagnétique. 4 _ Dispositif d'alimentation en combustible suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le distributeur ou chaque distributeur comprend un tiroir chargé par un ressort et un dispositif d'actionnement électromagnétique servant à déplacer le tiroir à l'encontre de l'action du ressort.