Brevet FR2462571A1 — publié le 19810213

L'invention concerne une installation de réglage de l'instant d'injection pour une pompe d'injection de carburant de moteur à combustion interne, qui comporte un piston de réglage chargé, contre la force d'un ressort, par une pression, dépendante du nombre de tours du moteur, formée dans la chambre d'aspiration de la pompe, cettediambre présen- tant un orifice de décharge et une soupape électromagnétique commutée en dépendance de paramètres de marche du moteur. Etant donné que, dans un moteur Diesel, il est connu que le point d'injection de carburant doit être avancé lors d'un accroissement du nombre de tours du moteur, on utilise, dans une installation connue de réglage de l'instant d'injection de pompes à injection de carburant, un piston de réglage chargé par la pression régnant dans le carter de pompe et on transmet le déplacement de ce piston sur un élément de réglage de l'instant d'injection. Le carburant est alors amené au carter de la pompe par une pompe d'alimentation de carburant, entratnée en synchronisme par le moteur à combustion, et dont la pression est réglée en dépendance du nombre de tours du moteur à l'aide d'une soupape de commande de pression. Dans le cas d'une telle commande, il n'est cependant pas possible de réaliser une commande de l'instant d'injection en dépendance de la charge. Lorsqu'on règle le point d'injection sur le régime à pleine charge du moteur, le point d'injection se trouve trop t8t pour le cas de charge partielle ce qui se traduit par émission de fumée et une dégra- dation du rendement du moteur. Si, inversement, le point d'injection est réglé pour le régime à charge partielle, il se trouve en retard par rapport au réglage optimal dans le cas de régime à pleine charge, ce qui implique un abaissement de la puissance ou une dégradation de la qualité des gaz d'échappe- ment. L'installation conforme à l'invention, est caractérisée en ce que l'obturateur de la soupape électromagné- tique présente un piston coulissant dans un cylindre ouvert en direction de la chambre d'aspiration, avec un alésage en commu- nication permanente avec la chambre d'aspiration et un rétré- cissement de diamètre sur le pourtour extérieur qui forme une chambre entre le piston et l'alésage de cylindre qui est relié, d'une part, en permanence, par un perçage radial avec l'alésage, 2 2462571 et d'autre part, en permanence, avec un premier orifice de décharge de la paroi de cylindre, l'alésage du cylindre à pis- ton coulissant étant en outre relié, par un perçage supplémen- taire, dans une première position du piston avec un second orifice de décharge. Cette installation présente l'avantage qu'on obtient une modification de la pression dans le carter de pompe, non seulement en fonction du nombre de tours du moteur, mais également en fonction d'autres facteurs de régime du moteur, par exemple en dépendance de la charge, ou de l'accé- lération, ou d'autres facteurs, pour régler l'instant d'injec- tion. La description ci-après se rapporte à un exemple de réalisation de l'installation conforme à l'invention avec référence aux dessins annexés: - la figure 1 est une vue en coupe longitudi- nale d'une pompe d'injection de distribution de carburant équipée avec une installation de réglage conforme à l'invention. - la figure 2 est une vue en coupe par II-II de la figure 1. - la figure 3 est une vue en coupe-à plus grande échelle d'une partie importante de la pompe de la figure 1. Dans la pompe à injection de carburant, du type distributeur, représentée dans les figures 1 et 2, le carburant présent dans un réservoir d'alimentation 1 est trans- porté, par une pompe d'alimentation 3 entra née par le moteur par l'intermédiaire d'un arbre 2, dans la chambre d'aspiration d'un carter de pompe 4. Dans une conduite de by-pass qui relie le c8té aspiration au c8té refoulement de la pompe à carburant 3, est prévue une soupape de commande de pression 8 commandée par un ressort 7. Cette soupape est rendue dépendante du nombre de tours du moteur, en raison de l'équilibre entre la tension de pression du ressort 7 et la pression de refoule- ment de la pompe 3, par une modification de la section d'écou- lement de la pression de carburant dans la chambre d'aspira- tion 5. - Dans un cylindre 9, disposé dans le carter de pompe 4, est monté un piston 10, servant en même temps de piston de pompe et de distributeur. Un disque de came 11, fixé rigidement à l'extrémité de ce piston 10, et l'arbre d'entratne- ment 2 de la pompe d'alimentation mentionné plus haut, sont reliés entre eux en direction de la rotation, par l'intermédiaiî re d'un disque d'entratnement, non représenté. Sur le disque à came 11, est formée une surface de came, avec des bossages correspondant au nombre de cylindres du moteur et ce disque est appliqué et maintenu, par un ressort de piston, non représenté au dessin, sur des galets 13 d'un piston de réglage avec sup- ports de galets réglables 12, qui sera décrit dans la suite. Donc, lorsque le piston 10, lors d'un déplace- ment de rotation de l'arbre d'entratnement 2, exécute un dépla- cement de rotation servant à la distribution, il provoque, sous l'effet de la surface de came 11 et des galets 13, un déplace- ment de va et vient qui sert à l'aspiration et au refoulement sous pression du carburant. Lorsque le piston 10 se trouve dans sa course d'aspiration, le carburant alimenté est aspiré, à travers une conduite d'aspiration 14 et une rainure d'aspira- tion 15, dans la chambre de travail 16 de la pompe. Lorsque le piston 10 se déplace dans sa course de refoulement, le carbu- rant qui se trouve dans la chambre de travail 16 est mis sous pression. Il est alors expulsé, à travers une gorge de réparti- tion 17, dans la conduite de refoulement 18, et il est trans- porté, à travers une soupape anti-retour 19, dans les buses d'injection, prévues pour les différents cylindres du moteur, et non représentées à la figure. Les conduites de refoulement 18 mentionnées plus haut sont réparties, régulièrement, en nombre correspondant au nombre de cylindres du moteur, dans un plan sur le pourtour du piston. Elles exécutent ainsi, en correspondance au mouvement de rotation et au déplacement de va et vient du piston 10, lors de sa coïncidence avec la gorge de réparition 17, un déplacement du carburant vers les diffé- rents cylindres du moteur, dans une succession bien déterminée. Un manchon de commande 20, adapté sur la partie du piston 10 qui s'étend dans la chambre d'aspiration 5, obture et ouvre un orifice de sortie d'un canal de décharge 21 du piston 10, relié à la chambre de travail de la pompe, lors du déplacement de va et vient du piston 10. A partir de l'ins- tant d'ouverture de l'orifice de sortie par le manchon de commande 20, le carburant qui se trouve dans la chambre de piston 26 et qui est déplacé par le piston s'écoule dans la 4 2462571 chambre d'aspiration 5, de sorte que l'injection prend fin. La position de ce manchon de commande 20 est réglée par un méca- nisme de régulation 22 de type connu pour commander ainsi la quantité injectée. Le support de galets 12 mentionné plus haut est disposé pour tourner concentriquement au piston 10 et l'extrémité d'un levier 23 qui est reliée à ce support 12, est amenée en prise avec le piston de réglage 24. Sur l'un des c8tés du piston de réglage 24, est constituée une chambre de pression 26, qui est en communication avec la chambre d'aspiration à travers un perçage 25. Le piston de réglage 24 est, dans la représentation de la figure 2, déplacé de la gauche vers la droite, de telle sorte que la pression dans la chambre de-pression 26, et la charge appliquée par le ressort 27 sur le côté opposé, soient en équilibre. Le levier 23 est entrainé en correspondance avec cet équilibre, et ainsi la position du support de galets 12 est déterminée dans la direction de la rotation. Si maintenant, avec un nombre de tours crois- sant du moteur, la pression croit dans la chambre d'aspiration , la pression croit également dans la chambre de pression 26. En conséquence, le piston de réglage 24 est déplacé vers la droite contre la force du ressort 27, et le porte galets 12 est tourné, par l'intermédiaire du levier 23, dans le sens opposé au sens de rotation du piston 10. Pour cette raison, le piston 10 se trouve déplacé, d'un temps déterminé plus t8t, dans sa course de refoulement, de telle sorte que l'instant d'injection subit une avance angulaire. Une fois que la pres- sion dans la chambre d'aspiration 5 est détendue et abaissée, c'est-àdire lorsque le nombre de tours du moteur a diminué, le piston de réglage 24 se déplace vers la gauche de la figure et la grandeur du décalage d'avance-angulaire de l'instant d'injection est réduite. Conformément à l'invention, est prévu spécialement, dans le carter de pompe 4, un orifice de débor- dement 28 pour le carburant en excès, comme indiqué dans la figure 3. Une soupape électromagnétique est montée par vissage à partir de l'extérieur, dans un perçage fileté 29 conduisant dans la chambre d'aspiration 5, par l'extrémité antérieure 31 de son carter 30, pourvu d'un filetage. Dans ze carter de soupape 30, sont disposés, l'un en face de l'autre, avec interposition d'un ressort 34, un électro-aimant avec bobine 33 enroulée sur un noyau de fer 32 ainsi qu'un noyau de fer mobile, constituant un organe commutateur de fermeture de soupape 35, en forme de piston. Ce piston est monté à coulisse- ment libre dans un alésage de cylindre 36, et son coulissement axial est limité, sur le c8té éloigné du ressort 34, par une douille filetée 38 vissée dans un perçage 36, à partir de la chambre d'aspiration. A l'état non excité de l'électro-aimant, l'organe obturateur 35 représenté dans la figure 3 est déplacé et maintenu vers le bas par le ressort 34 jusqu'à ce qu'il s'applique contre la douille filetée 38. Lorsque la bobine 33 reçoit du courant et est excitée, l'organe obturateur 35 est déplacé vers le haut contre la force du ressort 34. Dans la douille filetée 38 ainsi que dans l'organe obturateur 35 sont formés des perçages de traversée coaxiaux 40 et 42 respectifs. Le perçage 40 de la douille 38 débouche, par l'intermédiaire d'une gorge radiale 43 formée dans la surface frontale, éloignée du ressort 34, de l'organe obturateur 35, dans une chambre intermédiaire, entre la douille filetée 38, l'organe obturateur 35 et le perçage 36. Cette chambre intermédiaire est reliée à l'extérieur du carter 30 à travers un premier perçage de décharge 44. L'autre perçage de traversée 42 mentionné plus haut est relié, à travers des perçages radiaux 45, à une gorge annulaire 46, formée sur la surface de pourtour extérieur de l'organe obturateur commuta- teur de soupape 35. Lorsque l'organe obturateur 35 se trouve dans sa position extrême inférieure,la liaison est réalisée, par la gorge annulaire 46, avec un second perçage de décharge 47 qui relie l'intérieur et l'extérieur du carter 30. Par contre, lorsque l'organe obturateur 35 a été déplacé vers le haut, l'intérieur et l'extérieur du carter 30 sont reliés entre eux exclusivement à travers le premier perçage de décharge 44 mentionné plus haut. En outre, sur l'extrémité de la soupape de commutation 35 du c8té de la butée, est prévue une partie à diamètre extérieur plus réduit, avec formation d'une chambre 51 entre cette partie et l'alésage de cylindre 36. Un petit perçage 0 2462571 radial 52 relie le perçage de traversée 42 avec cette chambre 51. On obtient ainsi que, entre l'organe obturateur 35 et l'alésage de cylindre 36, s'écoule en permanence un courant de carburant en excès, de sorte que peut être évitée une corrosion par poussière ou analogue entre l'organe obturateur 35 et l'alésage 36. L'extrémité extérieure du premier perçage de décharge 44, ainsi que celle du second perçage de décharge 47, débouchent dans un collecteur 48 auquel est raccordée une conduite tubulaire 49 qui est reliée, comme le montre la figure 1, au réservoir d'alimentation en carburant 1. D'autre part, la bobine 33 de l'électro- aimant est reliée, à travers une borne de raccordement 50, à une unité de commande, non représentée à la figure, par laquelle le passage de courant à travers la bobine est commandé, en dépendance de signaux qui sont en rapport avec les différents facteurs de régime du moteur, tels que,-par exemple, la charge, la température, l'accélération et le nombre de tours. C'est ainsi, par exemple, pour ce qui concerne les signaux correspondant a x1 c-r"-c -se sont prélevés le degré d'enfoncement de la pédale d'accélération, non représentée, ou la position du man- chon de commande 20 mentionnéeplus haut, ou encore la position d'un levier ou analogue d'un mécanisme de régulation. Les signaux correspondant à la température tels que la température de l'eau de refroidissement du moteur, la température du car- burant, celle de l'air aspiré, ou celle des gaz d'échappement sont prélevés et introduits dans l'unité de commande. Par exemple en régime de marche à pleine charge, l'unité de commande est réglée de telle manière que la bobine 33 reçoive du courant. On obtient ainsi que la soupape de commutation 35, en régime à pleine charge, se déplace vers le haut. Etant donné que la gorge annulaire 46 et le second perçage de décharge 47 ne sont pas alignés entre eux, le second perçage de décharge 47 est obturé. Ceci a pour conséquence que le carburant en excès s'écoule hors de la chambre d'aspiration 5, à travers le perçage de traversée 40 et la gorge 43, exclu- sivement à travers le premier perçage de décharge 44 vers le collecteur 48 et la quantité évacuée est plus faible. Ainsi, la pression de carburant qui se trouve dans la chambre d'aspi- ration 5 et qui actionne le piston de réglage 24 se modifie, de la manière décrite plus haut, en fonction du nombre de tours du moteur, et, du fait que le débordement en excès est plus faible, elle est maintenue à une valeur qui est supérieure à la valeur de consigne prévue, de telle sorte que l'avance angu- laire de l'instant d'injection est plus grande. Lorsque, pour un régime du moteur avec faible charge, aucun courant ne traverse la bobine 33 de l'électro- aimant, l'organe obturateur de soupape 35 se trouve, pour régime à faible charge, sous l'effet du ressort 34, dans sa position extrgme inférieure. Il en résulte que le carburant qui se trouve dans la chambre d'aspiration 5 s'écoule en direction du réservoir d'alimentation 1, non seulement à travers le premier perçage de décharge 44, mais également à travers le second perçage de décharge 47. La pression dans la chambre d'aspiration 5 est alors inférieure à la valeur de consigne prescrite et l'avance angulaire de l'instant d'injection, dans le régime à faible charge du moteur, est plus réduite. De même, par rapport aux autres conditions de marche du moteur, la régulation de l'instant d'injection est assurée de la manière décrite plus haut. Ainsi qu'il a été expliqué plus haut, grâce à l'installation de l'invention, on obtient un réglage optimal de l'avance de l'instant d'injection en correspondance avec d'autres facteurs de fonctionnement du moteur, en dehors du nombre de tours. Etant donné que, grâce à la proposition con- forme à l'invention, il est évité que se produise, entre la soupape de commutation et l'alésage de circulation du cylindre, une corrosion due à la poussière ou autres impuretés, il est possible de régler de manière beaucoup plus précise la pression dans le carter de pompe, et d'obtenir ainsi une régulation plus précise de l'instant d'injection. 8 2462571 R E V E N D I C A T I O N S ) Installation de réglage de l'instant d'injection pour une pompe d'injection de carburant de moteur à combustion interne, qui comporte un piston de réglage chargé, contre la force d'un ressort, par une pression, dépendante du nombre de tours du moteur, formée dans la chambre d'aspiration de la pompe, cette chambre présentant un orifice de décharge et une soupape électromagnétique commutée en dépendance de paramètres de marche du moteur, caractérisée en ce que l'obtura- teur de la soupape électromagnétique présente un piston (35) coulissant dans un cylindre (36) ouvert en direction de la chambre d'aspiration (5), avec un alésage (40) en communication permanente avec la chambre d'aspiration et un rétrécissement de diamètre sur le pourtour extérieur qui forme une chambre (51) entre le piston (55) et l'alésage de cylindre (36) qui est relié, d'une part, en permanence, par un perçage radial (52) avec l'alésage (40), et d'autre part, en permanence, avec un premier orifice de décharge (44) de la paroi de cylindre, l'alésage (40) du cylindre à piston coulissant étant en outre relié, par un perçage supplémentaire (45), dans une première position du piston (35) avec.un second orifice de décharge (47). ) Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le piston coulissant (35) est déplaçable axialement, contre la&force d'un ressort de rappel (34) dans l'alésage de cylindre (36), et il est maintenu par le ressort de rappel, dans le cas de non excitation de l'électro-aimant d'une soupape, sur une butée annulaire fixe (38) c8té chambre d'aspiration, qui forme la paroi de limite axiale de la chambre (51) entre piston et paroi du cylindre. 30) Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la butée (38) est constituée par une douille filetée (38) vissée, du c8té chambre d'aspiration, dans le cylindre (36). ) Installation suivant l'une des revendica- tions 2 ou 3, caractérisée en ce que, dans la face frontale, c8té chambre d'aspiration, du piston coulissant, est prévue une gorge radiale (43).