Brevet FR2476227A1 — publié le 19810821

La présente invention se rapporte à une pompe à combus- tible du type qui comprend un corps, un tiroir distributeur logé dans le corps et adapté pour être entraîné, en utilisa- tion, en mouvement coordonné dans le temps avec le moteur ali- menté par la pompe, un plongeur de pompage monté dans un alé- sage transversal du tiroir distributeur, une came annulaire qui entoure le tiroir et comporte des lobes de came espacés angulairement qui sont destinés à imprimer au plongeur un mou- vement vers l'intérieur lorsque le tiroir tourne, des moyens commandés par une pression de fluide qui règlent le calage de la came, de manière à permettre de faire varier l'instant du refoulement du combustible, des passages d'amenée du combusti- ble à la pompe à injection et d'évacuation, une chambre, défi- nie dans la pompe, à laquelle un liquide est admis pour faire varier une caractéristique de fonctionnement de la pompe, et des moyens permettant de faire varier la quantité de liquide envoyée à cette chambre. Dans une forme connue de réalisation de pompe de ce ty- pe la chambre comprend un cylindre qui renferme un piston dont on utilise la position pour faire varier le réglage angulaire de la came. Dans une autre forme de réalisation de la pompe, la chambre est disposée à une extrémité du tiroir distributeur et la pression régnant dans cette chambre est utilisée pour commander la position axiale du tiroir de façon à faire varier la quantité de combustible qui est refoulée au cours du mouve- ment des plongeurs vers l'intérieur. Dans ces deux cas, il est souhaitable de pouvoir provoquer un blocage hydraulique à un certain moment du cycle de pompage de la pompe, pour éviter que le piston ou le tiroir distributeur ne se déplace sous l'effet des forces mécaniques qui leurs sont appliquées. Dans un autre cas, la chambre constitue la partie de l'alésage com- prise entre les plongeurs. Le but de l'invention est de réaliser une pompe du gen- re spécifié ci-dessus 5ous une forme simple et commode. Suivant l'invention, une pompe du aenre cité comprend un passage d'écoulement servant à amener un liquide à la cham- bre, une vanne intercalée dans ce passage et actionnée, pour ouvrir et pour fermer le passage, par la rotation du tiroir, des moyens pour déterminer quand la vanne est ouverte et une vanne de marche/arrêt intercalée dans le passage d'écoulement et actionnée lorsque la vanne est ouverte pour laisser le li- quide s'écouler dans le passage d'écoulement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Sur les dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: - la Fig. 1 est une vue en coupe de côté dtun exemple de réalisation d'une pompe à laquelle l'invention est applica- ble - la Fig. 2 est une coupe d'une partie de la pompe de la Fig. 1, dans un plan radial différent de celui de la figu- re 1; - les Fig. 3 et 4 sont des coupes de parties de la pom- pe des Fig. 1 et 2; - la Fig. 5 est une coupe d'une partie de la pompe de la figure 1; - la Fig. 6 est une coupe montrant une partie de la pom- pe de la Fig. 1 modifiée suivant l'invention; - la Fig. 7 est une vue en coupe de côté de la partie représentée sur la Fig. 6; - la Fig. 8 est un schéma électrique du circuit de com- mande de la vanne. Suivant l'exemple d'exécution représenté sur la Fig.l, la pompe comprend un corps, désigné dans son ensemble par la référence 10,qui est avantageusement composé d'une partie Il présentant la forme générale d'une cloche et dont l'extrémité ouverte est fermée par un organe de fermeture ou couvercle 12. Le corps 11 est muni de pattes percées-13 à l'aide desquelles la pompe peut être fixée au moteur auquel elle est associée. - Dans le corps 11 tourne un arbre d'entraînement rotatif 14 qui, en utilisation, est couplé à un élément de transmission du moteur de sorte qu'il est entraîné en rotation en synchro- nisme avec le moteur. L'arbre d'entraînement 14 de la pompe pénètre dans une chambre 15, de forme générale cylindrique, qui est délimitée par les deux parties 11 et 12, et il compor- te une partie élargie 14a en forme de coupelle à l'intérieur de la chambre 15. La partie de plus grand diamètre 14a compor- te deux fentes 16 diamétralement opposées. Elle est creuse et, à son extrémité la plus éloignée de la partie de petit diamè- tre de l'arbre, sa surface interne a une forme cylindrique droite et entoure un téton 17 solidaire du couvercle 12. Le reste de la surface interne de la partie élargie 14a de l'ar- bre d'entra nement a une forme à peu près conique dans un but qui sera décrit plus bas. En outre, l'arbre d'entraînement est percé d'un contrealésage 18. Un joint d'huile 19 est prévu A l'extrémité extérieure du corps 11 pour s'appuyer sur l'arbre 14 et un palier lisse 20 supporte l'arbre en rotation, cet arbre étant en outre supporté par le téton 17. L'arbre 14 est bloqué en déplacement axial par des surfaces de butée qui s'appuient contre les surfaces terminales de sa partie élargie. Dans un sens, la surface de butée est directement formée par le couvercle 12 tandis que, dans l'autre sens, la surface de butée est définie par une plaque annulaire 21 qui entoure l'ar- bre d'entrainement et sert en supplément d'élément de fermetu- re d'extrémité par une pompe d'alimentation à basse pression 22. Le rotor 22a de la pompe d'alimentation 22 est porté par l'arbre d'entrainement 14 et ce rotor porte à son tour des pa- lettes qui coopèrent avec une couronne de stator 22b montée dans le corps 11. La pompe à basse pression comporte une en- trée de combustible 23 reliée à une alimentation en combusti- ble au corps 11 et une sortie de combustible 24. Par ailleurs, un clapet de sûreté 25 est prévu pour maintenir la pression de refoulement de la pompe dans les limites voulues, le clapet de sûreté 25 étant intercalé entre l'entrée et la sortie. Dans le couvercle 12 est formé un alésage cylindrique 26 dans lequel est fixé un manchon 27. Le manchon 27 loge un tiroir de distributeur 28, mobile angulairement et axialement, qui fait saillie dans la chambre 15 et comporte une tête élar- gie à l'intérieur de cette chambre. La tête du tiroir comporte un alésage transversal 29 dans lequel sont logés deux plon- geurs de pompe 30. L'alésage 29 communique avec un passage borgne 31 percé dans le tiroir et fermé par un bouchon à son extrémité située à l'intérieur de la tête. Ainsi que représen- té plus clairement sur les Fig.2, 3 et 4, le passage 31 commu- nique avec deux rainures longitudinales 32, diamétralement op- posées, ménagées dans la périphérie du tiroir et reliées au passage 31 par un ou plusieurs passages de liaison. Le passage 31 communique également avec une autre rainure longitudinale 33 de la périphérie du tiroir et cette rainure 33 communique à son tour avec plusieurs lumières de sortie 34, percées dans le manchon 27, qui comme le montre la Fig.2 communiquent res- pectivement avec des sorties 35 du couvercle 12. Chaque sortie renferme un clapet de décharge 36 de construction appropriée. Les rainures 32 viennent tour à tour en coïncidence avec des lumières d'entrée 37 ménagées dans le manchon 27 et communi- quant avec une gorge circonférentielle 38 de la périphérie du manchon. Comme on peut le voir sur la Fig. 1, la gorge 38 com- munique avec la sortie 24 de la pompe à basse pression par l'intermédiaire d'une vanne de marche/arrêt 39 convenablement commandée par un dispositif électromagnétique 40. La pompe peut éventuellement comporter une seule rainure 32, le nombre des orifices d'entrée étant alors égal au nombre des sorties. La tête du tiroir distributeur 28 est entourée d'une came annulaire 41 sur la surface périphérique interne de la- quelle sont formées des paires de lobes diamétralement opposés. Dans l'exemple particulier considéré, il est prévu trois pai- res de lobes puisque la pompe est destinée à alimenter un mo- teur à six cylindres. Par ailleurs, la came 41 peut se dépla- cer angulairement autour de l'axe de rotation du tiroir sous l'action d'un dispositif actionné par une pression de fluide, désigné dans son ensemble par la référence 42 et relié à la came par un ergot radial 43. Le dispositif 42 comprend avanta- geusement un piston chargé par un organe élastique qui est lo- 9cé dans un cylindre à une extrémité duquel un liquide sous pression peut etre introduit pour agir sur le piston et le pousser contre l'action de sa charge élastique. Aux extremitées extérieures des plongeurs sont prévus deux suiveurs de came qui comprennent chacun un rouleau 44 por- té par un sabot 45. Les suiveurs de came sont retenus en posi- tion axiale fixe par rapport au tiroir par deux flasques 46, 47 qui sont eux-mxmes fixés aux faces latérales de la tête de ce tiroir. Dans un mode de réalisation avantageux, représenté sur la Fig. 5, les flasques sont de forme annulaire et compor- tent chacun une paire de languettes 48 qui se logent dans les fentes 16 de la partie. élargie 14a de l'arbre d'entraînement. La Fia. 5 montre le flasque 46 les deux flasques 46, 47 servent à transmettre le mouvement de rotation de l'arbre d'entraîne- ment au tiroir. Les sabots 45 sont également logés dans les fentes 16 et le mouvement de rotation est directement trans- mis de l'arbre d'entraînement a ces sabots. En outre, les fa- ces latérales circoniérentielles des sabots sont munies de pro- tubérances 49, dirigées circorferentiellement, dont les surfa- ces radialement extérieures sont de forme à peu près conique et coopèrent ainsi avec une surface à peu près conique formée sur la face interne de la partie élargie de l'arbre d'entraine- ment 14. En utilisation, locrsque du combustible est introduit dans lîalésage 31, alors qu'une rainure 32 est en coïncidence avec un passage d'entrée 37, les plongeurs 30 sont repoussés vers l'extérieur par la pression du combustible et, dans ce mouvement, ils impriment un mouvement vers l'extérieur aux sa- bots 45 et aux rouleaux 44. Le mouvement vers l'extérieur est limité par la rencontre des surfaces à peu près coniques des sabots et de l'arbre mais l'on peut faire varier l'amplitude de ce mouvement vers l'extérieur en déplaçant le tiroir 28 en direction axiale. On peut de cette façon régler la quantité de combustible amené à l'alésage 29 et, à son tour, cette quanti- té détermine la quantité de combustible qui est refoulé à tra- vers une sortie lorsque les plongeurs sont. repoussés vers l'in- térieur par une paire de lobes de la came. La position axiale du tiroir peut être commandée par voie mécanique ou par voie hydraulique. Dans le mode de réali- sation décrit, ce réglage est obtenu en faisant varier la pres- sion intérieure dans une chambre 50 définie par la partie ex- trême de l'alésage 26 du couvercle 12. L'extrémité de cet alé- sage 26 est fermée par un organe de fermeture. Par ailleurs, le tiroir est repoussé par un ressort de compression, hélicol- dal, 53, logé dans le trou borgne 18 de l'arbre d'entraînement 14. Le ressort 53 agit entre l'arbre d'entrafnement et sur le tiroir et tend à repousser ce dernier contre l'action du com- bustible sous pression,contenu dans la chambre 50. En faisant varier la pression intérieure de la chambre , on peut faire varier la position axiale du tiroir distri- buteur et, de cette façon, faire varier la quantité de combus- tible qui est refoulée à chaque déplacement des plongeurs vers l'intérieur. Pour une position axiale donnée du tiroir, si l'on né- glige les fuites, la quantité de combustible refoulée par les plongeurs reste la même pour toute la gamme des régimes du mo- teur et une indication de la position axiale du tiroir est fournie par un transducteur de position 54 qui est monté sur l'organe de fermeture de l'alésage 26 et qui peut être monté de manière réglable sur cet organe de fermeture pour permettre l'étalonnage de la pompe. Dans une forme de construction avan- tageuse, le transducteur comporte une partie qui est portée par le tiroir. Dans le tiroir 28 sont formées, comme représenté sur les Fig. 6 et 7, six cavités espacées d'intervalles angulaires égaux, et constituées par des rainures 55 qui débouchent dans la chambre 50. Deux lumières 56 et 57 sont ménagées dans le couvercle 12 et entrent simultanément en coïncidence avec deux de ces rainures 55. La lumière 56 se prolonge jusque dans un passage 58A qui communique avec la sortie de la pompe d'ali- mentation et, A cette lumlière 56 est combinée une vanne d'ar- ret 58 dont l'obturateur est actionné par un dispositif de commande électromagnétique 59. Lorsque le courant électrique est transmis au dispositif de commande, la vanne s'ouvre et, lorsque la vanne est ouverte et que la lumière 56 coincide avec une rainure 55, du combustible est transmis à la chambre 50. Lorsque du combustible est transmis à la chambre, la pres- sion qui règne dans cette chambre croît et le tiroir est dé- placé contre l'action du ressort 53 pour réduire la quantité de combustible refoulée vers le moteur. La lumière 57 comporte un orifice calibré réglable qui est défini par un bouchon réglable 60 et à travers lequel le combustible peut s'échapper de la chambre. Il en résulte que, si la vanne 58 reste fermée pendant que les lumières 56, 57 sont en co.mmunication avec des rainures 55, la pression inté- rieure de la chambre 50 décroît et le tiroir 28 se déplace vers la droite pour augmenter la quantité de combustible en- voyée au moteur. La transmission du courant électrique au dispositif d'actionnement 59 est commandée par un circuit de commande qui reçoit des signaux pulsatoires d'un transducteur 61 qui explo- re la surface d'une bague portant des repères 62 sur sa péri- phérie. Les impulsions produites par le transducteur sont re- p-resent'5es en 6S et le passage au zéro de ces impulsions est réglé pour coïncider avec la mise en communication des lumiè- res avec les rainures 55. La période pendant laquelle les lu- miières sont ouvertes est indiquée en 64 et, dans l'exemple re- présenté, la vanne 58 s'ouvre lorsque les lumières sont déja ouvertes ou en communication avec les rainures. Plus la vanne 53 s'ouvre tard, plus la quantité de combustible qui pé- nètre dans la chambre est faible, et inversement. La pression régnant dans la chambre 50 peut ainsi être réglée en faisant varier l'instant auquel la vanne s'ouvre alors que les lumiè- res 56 et 57 sont en communication avec les rainures. En variante, la vanne 58 peut s'ouvrir avant que les lumières ne s'ouvrent sur les rainures et se fermer avant que les lumières ne soient fermées entre les rainures. Le bouchon 60 peut être supprimé si la lumière 57 oppose par elle-même une résistance suffisante au passage du combustible. Par ail- leurs, les rôles des lumières peuvent être inversés, le combus- tible pénétrant dans la chambre 50 à travers la lumière étran- glée 57. Pour restreindre l'écoulement du combustible, la lu- mière 57 peut être de plus petit diamètre que la lumière 56. Les lumières 56, 57 peuvent être placées de manière que la chambre 50 soit fermée pendant les périodes o le ti- roir subit des forces axiales, par exemple pendant le mouve- ment vers l'intérieur des plongeurs et également à la fin de la course de remplissage, au moment o les sabots rencontrent les plaques d'arrêt. De cette façon, le calage du tiroir est réglé avec plus de précision que dans le cas o la soupape d'arrêt est remplacée par un simple orifice calibré mis en communication directe avec la chambre et o le liquide peut s'échapper de la chambre avec une fuite permanente. On peut utiliser un arrangement analogue pour commander la pression appliquée au piston du dispositif 42. Dans le cas o la chambreest constituée par la partie de l'alésage située entre les plongeurs 30, le tiroir n'est pas mobile en direction axiale et, bien qu'il existe encore des plaques d'arrêt pour limiter la course maximum du mouve- ment des plongeurs vers l'extérieur, ces plaques d'arrêt sont alors du type qui est déterminé lors de l'étalonnage de la pompe. Dans ce cas, la chambre n'est alimentée que par un seul passage d'écoulement et la vanne d'arrêt est placée dans ce passage d'écoulement pour déterminer la quantité de combusti- ble envoyée à la chambre pendant la période o une rainure 32 est en coïncidence avec une lumière 37. La vanne d'arrêt règle le débit de combustible envoyé à la lumière 37 ou aux lumières 37 et elle peut être d'une construction analogue à celle qui est représentée sur la Fig. 6. La Fig. 8 montre un exemple d'un circuit pouvant être utilisé pour comnander le fonctionnement de la vanne 58 de l'a-xemple de réalisation décrit en regard des Fig. 1 à 7. En se reportant à cette figure 8, on voit que les sorties des transducteurs 54, 61 sont respectivement transmises à des cir- cuits de mise en forme 65, 66 qui peuvent être constitués, par exemple, par des détecteurs de passage au zéro. L'impulsion de sortie du circuit 65 est transmise à une porte 67 pour la fer- mer et l'impulsion de sortie du circuit 66 est transmise à la porte 67 pour ouvrir cette porte. Le circuit porte est connec- té à une source d'impulsions d'horloge 68 et la sortie de la porte est transmise à un compteur 69. Le compte du compteur 69 représente l'intervalle de temps séparant les impulsions de sortie des circuits 65 et 66 et, étant donné que cet interval- le de temps dépend de la position axiale du tiroir 28, le comp- te du compteur est représentatif de la position axiale de ce tiroir et, par conséquent, de la quantité de combustible qui est envovye au moteur alimenté par la pompe. Il est prévu un autre circuit porte 70 qui comporte une entrée recevant les impulsions d'horloge et une sortie connec- tée à un compteur 71. La porte 70O est ouverte ou fermée en ré- ponse aux impulsions alternées de sortie du circuit 66, le compte du compteur 71 est donc représentatif de la vitesse de rotation du tiroir distributeur, la valeur de ce compte décrois- sant lorsque cette vitesse de rotation croit, ce qui est égale- ment vrai pour la valeur du compte du compteur 69. Les valeurs des comptes des compteurs 69 et 71 sont transmises à une unité de traitement centrale 72 qui reçoit é- galement les impulsions d'horloge et dont une entrée est con- nectée à un transducteur de demande 73 tandis qu'une autre en- trée est connectée pour recevoir le signal d'impulsion fournie par le circuit de mise en forme 66 Par ailleurs, une mémoire 74 est associée à l'tunité de traitement 72 et contient une in- formation relative, par exemple à la quantité maximum de com- bustible qui peut être fournie au moteur alimenté par la pom- pe pour une vitesse donnée. L'unité de traitement centrale a deux sorties qui commandent un circuit basculeur 75 qui, à son tour, commande un étage de puissance 76 fournissant du courant au dispositif actionneur 59. L'unité de traitement centrale 72 opère, sur la base des signaux fournis, pour tendre à faire en sorte que la de- mande imposée au moteur par le conducteur soit satisfaite tout en garantissant en même temps que le moteur ne reçoit pas plus de combustible qu'il n'est permis à son régime particulier au moment considéré. Les signaux de sortie de l'unité 72 sont ap- pliqués au circuit basculeur 75 dans des relations de temps strictes de sorte que le dispositif actionneur est mis en ac- tion au point approprié du cycle puis mis hors d'action lors- que, dans l'exemple décrit, une rainure 55 est écartée de la lumière 56. Les signaux pulsatoires fournis par les transduc- teurs 61 permettent à l'unité 72 de repérer les instants o les lumières 56, 57 sont ouvertes sur les rainures 55. R EV E N D I C A T I ONS 1 - Pompe à combustible comprenant un corps, un tiroir de distributeur logé dans ce corps et adapté pour, en utilisa- tion, être entraîné en synchronisme avec le moteur alimenté par la pompe, un plongeur de pompage monté dans un alésage transversal du tiroir, une came annulaire qui entoure le ti- roir et comporte des lobes de came espaces angulairement et destinés a imprimer au plongeur des mouvements vers l'intérieur lorsque le tiroir tourne, des moyens commandés par une pres- sion de fluide pour régler le calage de la came de manière à permettre de faire varier l'instant du refoulement du combus- tible, des passages qui amènent le combustible à la pompe et l'en évacuent, une chambre, définie dans la pompe, a laquelle un liquide est adnmis pour faire varier une caractéristique de fonctionnement de la pompe, et des moyens permettant de faire varier la quantité de liquide envoyée à cette chambre, cette pompe étant caractérisée en ce que les moyens permettant de faire varier la quantité de combustible envoyée à la chambre (50) comprennent un passage (58A) d'amenée du liquide à la chambre, une vanne (28, 56,55)montée dans ce passage et ac- tionnée par la rotation du tiroir (28), des moyens qui détec- tent les instants ou la vanne est ouverte et une vanne d'ar- rêt (58) montée dans le passage (58A) et entrant en action lorsque la vanne est ouverte pour laisser le liquide s'écouler dans le passage. 2 Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la vanne comprend des rainures coopèrantes (55) et une lumière (56,57) ménagés dans le tiroir et dans le corps de la pompe. 3 - Pompe suivant la revendication 2, caractérisée en ce quaelle comprend un transducteur (61) monté dans le corps (11) es sensible au passage de repères (62) portés par un organe porté par le tiroir. - Pompe suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la chambre (50) est ménagée à une extrémité du tiroir (28), le liquide étant admisdans la chambre (50) pour provoquer le mouvement axial de ce tiroir distributeur (28), le corps (11) étant muni d'une autre lumière (57) destinée à venir tour à S tour en coïncidence avec les nervures (55), et reliée âme sor- tie et un moyen (60) d'étranglement de la sortie servant à commander le débit de l'écoulement à travers cette seconde au- tre lumière (57) de sorte que le liquide peut s'échapper de la chambre (50) avec un débit réduit. 5 - Pompe suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les lumières (56, 57) sont mises simultanément en coin- cidence avec deux nervures (55).