Brevet FR2463271A1 — publié le 19810220

1.- L'invention concerne une pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, comportant un piston de décalage de début d'injection, déplaçable en opposi- tion à une force de rappel par le liquide d'une pompe dont le refoulement est proportionnel à la vitesse de rotation, la pression du liquide étant commandée proportionnellement à la vitesse de rotation au moyen d'une soupape de commande de pression à tiroir munie d'un piston de commande coulissant en opposition à une force de rappel entre une chambre de pression et une chambre de rappel, ce piston libérant une section d'éva- cuation, une liaison d'étranglement étant disposée entre la chambre de pression et la chambre de rappel, un conduit d'écoule- ment commandé étant prévu pour la chambre de rappel. Dans une pompe d'injection de carburant connue de ce type, une soupape de retenue commandée est disposée dans le conduit d'écoulement de la chambre de rappel. Il en résulte que la pression varie constamment avec la vitesse de rotation par suite du fonctionnement de la soupape de commande de pression elle-même ainsi que de l'effet supplémentaire dû à-i-W rvênition--de la soupape de retenue. Par conséquent, la pression varie bien avec la vitesse de rotation, mais avec une intensité différente suivant l'action de la soupape de maintien de pression commandée. Pour certains moteurs, il est cependant souhaitable qu'il y ait un déplacement déterminé du piston de réglage d'injection, par exemple dans la direction de l'avance, et que ce déplacement reste constant en fonction de la vitesse de rotation, notamment dans un domaine de vitesses de rotation déterminé. En d'autres termes, ce déplacement ne doit pas varier avec la vitesse de rotation, si ce n'est de façon tout à fait limitée. L'invention a pour but de remplir cette condition et concerne à cet effet une pompe d'injection du type ci-dessus caractérisée en ce qu'un conduit de décharge est prévu pour le liquide, une soupape de retenue étant disposée dans ce conduit en parallèle à la soupape de commande de pression. Par rapport aux réalisations connues, la pompe d'injection de carburant conforme à l'invention a pour avantage que le déplacement du piston de réglage d'injection est fixé dans un domaine de vitesses de rotation déterminé. Un décalage vers l'avance, avantageux notamment lors du démarrage 2.- à froid, n'est donc pas accentué en direction de l'avance lorsque la vitesse de rotation croit. La marche du moteur et la nature des gaz d'échappement sont ainsi considérablement améliorées, Comme indiqué dans la suite, la soupape de commande disposée dans le conduit d'écoulement de la chambre de rappel peut avantageusement servir en m8me temps pour comman- der le conduit de décharge. Les autres modes de commande indiqués dans la suite procurent également des avantages essentiels. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: - les figures 1, 3 et 4 sont des vues d'ensemble schématique, - les figures 2 et 7 sont des diagrammes, - la figure 5 représente un détaillconstruc- tif relatif à la figure 4, - les figures 6 et 8 représentent des détails du mode de commande de la soupape à plusieurs voies commandant le conduit d'écoulement et le conduit de décharge. Sur la commande à came d'une pompe d'in- jection de carburant 1, agit, par l'intermédiaire d'une tige 2, un piston de réglage 3 pour décaler le point de début d'injec- tion. Le piston de réglage 3 se déplace, en opposition à la force d'un ressort de rappel 5, sous l'action d'un fluide sous pression se trouvant dans une chambre de travail 4. Plus le piston est déplacé dans la direction du ressort 5, plus le point de début d'injection est déplacé vers l'avance par rapport au point mort supérieur du piston du moteur. Une pompe de refoulement 6 aspire du carburant dans un réservoir de carburant 7 et refoule ce carbu- rant dans une chambre d'aspiration 8 de la pompe d'injection 1. A partir de là, la pompe d'injection de carburant, proprement dite est alimentée en carburant d'une façon qui n'est -ps repré- sentée de façon particulière. La. chambre d'aspiration 8 est reliée par un perçage 9 du piston de réglage 3 à la chambre de travail 4. Ce perçage 9 présente un étranglement 10. Au moyen d'une soupape de commande de pression 11, la pression de refoulement de la pompe de refoule- ment 6 est commandée en fonction de la vitesse régnant dans la 3. 2463271 chambre d'aspiration 8. Lorsque la vitesse de rotation s'élève, la pression croit proportionnellement. Cette pression fonction de la vitesse de rotation règne aussi dans la chambre de travail 4, de telle sorte que lorsque la vitesse de rotation et donc la pression croissent, le piston de réglage d'injection 3 est déplacé dans la direction de l'avance en opposition à la force du ressort 5. La chambre 12 contenant le ressort 5 est dépourvue de pression par décharge en direction du réservoir de carburant 7. Dans le diagramme représenté sur la figure 2, on a reporté la course S (ordonnée) du piston de réglage 3 en fonction de la vitesse de.rotation n (absisse). On a désigné par I la caractéristique de décalage de l'injection dans le cas du fonctionnement normal de la soupape de commande de.pression 11, c'est-à-dire avec un décalage constant dans la direction de l'avance lorsque la vitesse de rotation varie, Le décalage commence à la vitesse de rotation n1. La soupape de commande de pression comporte une chambre de pression 13 et une chambre de rappel 14 séparées par un piston de commande 16 chargé par un ressort de rappel 15. La chambre de pression 13 et la chambre de rappel 14 sont reliées par une liaison d'étranglement se présentant sous forme d'un perçage 17 pratiqué dans le piston de commande 16. Ce perçage 17 présente un étranglement approprié 18. Le piston de commande 16 détermine la section d'évacuation 19 de la soupape de com- mande de pression 11. De la chambre de rappel 14 de la soupape de commande de pression 11 part un conduit d'écoulement 20 commandé par une soupape à plusieurs Mides 21. En parallèle à la soupape de commande de pression 11, un conduit de décharge 22 part du c8té de refoule- ment de la pompe de refoulement 6, ce conduit étant également commandé par la soupape à plusieurs voies 21. 'Une soupape de retenue 23 est disposée ans le conduit de décharge 22. Suivant la position de manoeuvre de la soupape à plusieurs voies 21, le débit de refoulement de la pompe de refoulement 6 non utilisé par la pompe d'injection de carburant s'écoule, pour commander la pression, par l'une des soupapes 11 et 23, Lorsque la pression d'ouverture de la soupape de retenue 23 est réglée à une plus faible valeur que celle de la soupape de commande de pression 11, on peut effectuer 4 2463271 un décalage vers le retard. Lorsqu'elle est réglée à une valeur plus élevée, on peut effectuer un décalage vers l'avance. En tout cas le réglage s'effectue par sauts, c'est-à-dire qu'on règle une pression déterminée indépendamment de la vitesse de rotation. Dans le diagramme de la figure 2, la courbe II en trait interrompu correspond à la position de ma- noeuvre de la soupape à plusieurs voies 21 dans laquelle la soupape de commande de pression 11 est fermée et la soupape de retenue 23 est en action. Conformément au tracé de la courbe II, la pression d'ouverture constante de la soupape de retenue 23 est, aux faibles vitesses de rotation et jusqutà la vitesse-de rotation n2, supérieure à la pression d'ouverture correspondante de la soupape de commande de pression 11. Dans le premier exemple de réalisation représenté sur la figure 1, la soupape à plusieurs voies 21 est réalisée sous forme de soupape électromagnétique dans laquelle un éléctro-aimant 24 est commandé par un appareil de commande 25. Dans la position normale représentée, la soupape de retenue 23 est fermée et la soupape de commande de pression 11 est en fonctionnement. Le débit de carburant refoulé par la pompe de refoulement 6 et non consommé par le moteur à combustion interne s'écoule par la section d'évacuation 19 ainsi que par la liaison 17 et le conduit dtécoulement 20. Dès que, par exemple lors du démarrage à froid du moteur à combustion interne ou d'autres commandes, la soupape à plusieurs voies 21 est actionnée par ltélectrc-aimant 24, le conduit d'écoulement 20 est fermé et le conduit de décharge 22 est ouvert. En raison de la fermeture du conduit d'écoulement 20, une pression s'établit dans la chambre de rappel 14 sous l'action de la liaison d'étranglement 17. Cette pression accroît la force du ressort 15 et le piston de commande 16 se déplace vers la gauche, de telle sorte que la soupape de commande de pression 11 se ferme. Sous l'action de la pression qui s'élève, -la soupape de retenue 23 s'ouvre et le carburant s'écoule suivant la caractéristique II au réservoir de carbu- rant 7 ou au c8té d'aspiration de la pompe de refoulement 6. On peut cependant envisager aussi que la soupape à plusieurs voies 21 commande simplement le conduit d'écoulement 20, pour autant que la soupape de retenue 23 5._ 2463271 présente une pression d'ouverture élevée dans le sens d'un déca- lage vers l'avance. On peut également envisager que la soupape à plusieurs voies 21 commande simplement le conduit de décharge 22, pour autant que la pression d'ouverture de la soupape de retenue 23 soit très basse dans le sens d'un décalage vers le retard, cette pression étant en tout cas inférieure à la pression de commande de la soupape de commande de pression 11. Ces instal- lations sont considérées comme un second exemple de réalisation et un troisième exemple de réalisation de l'invention. Dans le quatrième exemple de réalisation représenté sur la figure 3, la soupape à plusieurs voies 21' est commandée par un régulateur 26 à matière dilatable qui actionne un tiroir de distribution 27 en opposition à la force d'un ressort de rappel 28. Le régulateur à matière dilatable 26 peut 8tre chauffé par Veau de refroidissement du moteur à combustion interne ou électriquement. Sur la figure, on a représenté le tiroir 27 dans une position dans laquelle il ouvre le conduit de décharge 22. La variation de la pression correspond à la caractéristique II de la figure 2. Pour obtenir qu'à partir d'une vitesse de rotation déterminée, notamment, de la vitesse de rotation n2, le tiroir soit déplacé dans l'autre position de manoeuvre dans laquelle la soupape de retenue 23 est fermée et la soupape de commande de pression 11 est ouverte, une conduite de commande 29 part du conduit de décharge 22 en amont de la soupape à plusieurs voies 21'. Cette conduite de commande 29 permet de transmettre sur la face frontale du tiroir 27 la pression de carburant régnant dans la conduite 22, le tiroir 27 étant ainsi déplacé en conséquence. Pour qu'une pression appropriée s'établisse dans la conduite de décharge 22, un étranglement 30 est disposé dans cette conduite 22 en aval de la soupape à plusieurs voies 21'. Par cette manoeuvre de la soupape en fonction de la vitesse de rotation, on obtient, avec une position de commande appropriée du régulateur 26 à matière dilatable, que la pression varie d'abord conformément à la caractéristique II de la figure 2 puis, a partir d'une pression déterminée, à savoir lors de la manoeuvre de la soupape à plusieurs voies 21t, que la pression varie suivant la caractéristique I. Une soupape de retenue 31 à pression de fonctionnement relativement basse est disposée dans la conduite d'écoulement 20 en aval de la soupape à plusieurs voies 21t. Cette soupape de retenue 31 fonctionne avec une capsule baro- métrique 32 qui fait varier la pression de fonctionnement. Cette soupape de retenue 31 provoque une variation additionnelle de la pression déterminant le début d'injection, par exemple conformément à la caractéristique III de la figure 3. Cette variation de pression provoque un décalage du début d'injection dans la direction de l'avance. Dans le cinquième exemple de réalisation représenté sur la figure 4, contrairement à l'exemple de réali- sation précédent, la conduite de commande 29' part du conduit de décharge 22 avant la soupape de retenue 23. L'étranglement 30 mentionné dans l'exemple précédent peut ainsi être fermé et on obtient un déplacement très précis du tiroir 27 en fonction de la vitesse de rotation. Une autre différence consiste en ce qu'une soupape de commande, par exemple une soupape électroma- gnétique 33, est disposée dans la conduite d'écoulement 20 en 2Q parallèle à la soupape de retenue 31t. A l'aide de cette soupape électromagnétique 33, on peut à volonté mettre la soupape de retenue 31' en action ou la couper. Une réalisation de construction de-ce dernier montage est représentée sur la figure 5. La soupape de retenue 31' est disposée dans le corps de soupape 34 dans lequel la conduite d'écoulement 20 va à un siège de soupape 35 coopérant avec un élément de soupape mobile 36 monté sur l'ar- mature 37 d'un électro-aimant 38. La soupape de retenue 31 a son siège sur un épaulement conique d'un perçage transversal 40 pratiqué dans le corps 34, chacune des extrémités de ce perçage présentant un plus grand diamètre pour recevoir un raccord 41. L'élément de soupape mobile est constitué par une bille 42 appliquée sur le siège 39 par un ressort 43 s'appuyant à l'arrière sur un épaulement 45 du raccord 41. Une liaison 46 est prévue entre le volume intérieur de la soupape électroma-. gnétique 38 et la chambre de ressort de la soupape de retenue 31", -oette liaison permettant un écoulement presque sans étran- glement du carburant lorsque la soupape électromagnétique 38 est ouverte. Par suite de son mode de construction compact, cet ensemble combiné comprenant une soupape de retenue et une soupape 7.- électromagnétique peut être assemblé comme une unité avec la pompe d'injection, ce qui entraîne un minimum de dépense. La figure 6 représente un septième exemple de réalisation dans lequel un ressort 47 est disposé entre le régulateur 26 à matière dilatable et le tiroir 27 de la soupape à plusieurs voies 21 t. Par différence avec le cinquième et le quatrième exemples de réalisation, le tiroir 27 n'est pas déplacé directement et obligatoirement, seule est modifiée une force intervenant dans la direction d'action, à savoir la force du ressort 47. En fonction de la position de réglage du régula- teur 26 à matière dilatable, la zone de commande 48 du tiroir 27 agit comme un étranglement pour le conduit de décharge 22, de telle sorte qu'on peut provoquer une manoeuvre d'ouverture avan- cée de la soupape à plusieurs voies 21t lorsque, comme dans le quatrième exemple de réalisation représenté sur la figure 3, la conduite de commande 29 part du conduit de décharge 22 en aval de la soupape de retenue 23. La figure 7 est un diagramme dans lequel on a reporté, comme sur la figure 2, la course dl piston de réglage d'injection ou la pression p en fonction de la vitesse de rota- tion. La courbe IV en trait interrompu, représentant un décalage vers l'avance provoqué pour la soupape de retenue 23, correspond au réglage en fonction de la vitesse de rotation, suivant la précontrainte du ressort 47, avancé ou retardé d'après les lignes verticales 5, du décalage vers l'avance suivant la caractéristi- que normale I. Dans le huitième exemple de réalisation représenté sur la figure 8, le tiroir.27 de la soupape à plusieurs voies 21"' repose en position initiale sur un épaulement annu- laire 50 qui réduit la surface correspondante du tiroir 27 soumise à la pression du carburant. La pression nécessaire pour soulever le tiroir de son siège 50 est, en conséquence, supé- rieure à la pression nécessaire pour la poursuite du déplacement. Il en résulte que le tiroir se soulève brusquement et est déplacé rapidement dans sa position d'extrémité. Sur la figure 7, la variation correspondante est représentée par la coulbeVI. Le décalage vers l'avance disparaît brusquement au-delà d'une vitesse de rotation déterminée n3, saufce qui correspond à la pression déterminée par la soupape de commande de pression 11 pour cette vitesse de rotation. REVENDICATIONS 1.- Pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, comportant un piston de décalage de début d'injection, déplaçable en opposition à une force de rappel par le liquide d'une pompe dont le refoulement est proportionnel-à la vitesse de rotation, la pression du liquide étant commandée proportionnellement à la vitesse de rotation au moyen d'une soupape de commande de pression à tiroir munie d'un piston de commande coulissant en opposition à une force de rappel entre une chambre de pression et une chambre de rappel, ce piston libérant une section dévacuation, une liaison d'étran- glement étant disposée entre la chambre de pression et la chambre de rappel, un conduit d'écoulement commandé étant prévu pour la chambre de rappel, pompe caractérisée en ce D'un conduit de décharge (22) est prévu pour le liquide, une soupape de retenue (23) étant disposée dans ce conduit en parallèle à la soupape de commande de pression (11). 2.- Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on peut effectuer une commande d'ouverture inversée du conduit de décharge (22) et du conduit d'écoulement (20) au moyen d'une soupape commune à plusieurs voies (21) et à deux positions, y compris les positions de transition. 3.- Pompe d'injection de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que la soupape àâplusieurs voies (21) est agencée sous forme de soupape à quatre voies et deux positions ou sous forme-,de soupape à trois voies-et deux positions, cette soupape étant actionnée par un élément de manoeuvre (24, 26) agissant en fonction de grandeurs influençant le fonctionnement du moteur. 4.- Pompe d'injection de carburant selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que-l'organe de manoeuvre est constitué par un électro-aimant (24) ou, un organe (26) agissant en fonction de la température. 5.- Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le tiroir (27) de la soupape à plusieurs voies (21) est actionné hydrauliquement par la pression régnant dans le conduit de décharge (22). 6o- Pompe d'injection de carburant selon la revendication 5, caractérisée en ce que la pression de manoeuvre est prélevée dans le conduit de décharge (22) en amont de la soupape de retenue (23). 7o- Pompe d'injection de carburant selon la revendication 5, caractérisée en ce que la pression de manoeuvre est prélevée entre la soupape de retenue (23) et la soupape à plusieurs voies (21) et en ce qu'un étranglement (30) est disposé dans le conduit de décharge (22), de préférence en aval de la soupape à plusieurs voies (21). 8.- Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que la face du tiroir (27) soumise à la pression hydraulique est, de plus, soumise à l'action d'un ressort (47) dont la précon- trainte peut être modifiée par un élément de manoeuvre (26). 9.- Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que la face frontale du tiroir qui est sollicitée est augmentée au début de la course. 10.- Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'une soupape de retenue est disposée dans le conduit d'écou- lement (20). 11.- Pompe d'injection de carburant selon la revendication 9, caractérisée en ce que la pression de fonctionnement de la soupape de retenue (31) peut être modifiée par un élément de manoeuvre (32) agissant en fonction de grandeurs influençant le fonctionnement du moteur. 12.- Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'une soupape de retenue (31) et une soupape à plusieurs voies (33) sont disposées dans le conduit d'écoulement (20) dans des conduits élémentaires parallèles. 13.- Pompe d'injection de carburant selon la revendication 11, caractérisée en ce que la soupape de 3.5 retenue (31) et la soupape de fermeture (33) sont réunies dans une seule unité de construction.