Brevet FR2480356A1 — publié le 19811016

la présente invention concerne un appareil de pompage et d'injection de combustible pour fournir du combustible à un in- jecteur d'un moteur à combustion interne, comprenant des pis tons disposés dans un alésage possédant à une de ses extré mités une sortie qui en fonctionnement communique avec une entrée d'won injecteur, ladite extrémité de l'alésage possédant une entrée de combustible raccordée en fonctionnement à une source de combustible sous pression, un clapet actionnable pour empteher l'écoulement de combustible à travers cette en trée de combustible pendant la fourniture de combustible à travers la sortie, un plongeur animé d'un mouvement de va-et vient disposé dans un cylindre, une came pour rappeler le plon geur vers une des extrémités du cylindre, un passage reliant ladite extrémité du cylindre avec l'autre extrémité de l'alé- sage, le liquide, déplacé pendant le mouvement du plongeur sous l'action de la came, agissant sur les pistons de manière à entraîner du combustible à travers ladite sortie, un clapet anti-retour disposé dans le passage pour empocher le liquide de s'écouler de l'alésage vers le cylindre. Un tel appareil a déjà été décrit dans le brevet bri tannique No 861 754. Dans ce cas, la fourniture de combustible à travers la sortie s'effectue toujours à la mme position de la came, indépendamment de la vitesse du moteur associé. et de la quantité de combustible qui lui est fournie. En outre, la commande de la quantité de combustible fournie par le système est effectuée en utilisant un orifice variable à travers le quel s'écoule le combustible vers l'entrée del'anésageODarls ce cas, les moyens destinés à provoquer un écoulement de combus- tible dans l'alésage sont constitués par un ressort qui agit sur les pistons.L'a justement du moment de la fourniture de com bustible est nécessaire afin d'obtenir un fonctionnement correct du moteur associ8, Le procédé de commande de la quantité de combustible fournie décrit dans le brevet ci-dessus présente des inconvénients lorsque la vitesse du moteur associé varie dans une large plage, Une modification d'un tel appareil est proposée dans le brevet britannique No 1 306 422 Dans ce cas, un clapet élec tromagnétique permet au liquide de s'échapper d'entre le plongeur et les pistons lorsque le plongeur est déplacé par la came.Cela permet d'ajuster 1e momentdelafourniture de combus- tible. En outre, il est également prévu un clapet actionné par solénoïde qui commande la quantité de combustible délivrée dans l'alésage. La commande de la quantité de combustible maximale qui peut être délivrée au moteur est réalisée par une butée ajustable qui limite, gracie à sa coopération avec le piston , la course maximale du piston . La butée est ajustable au moyen d'un solénoïde rotatif. Le système décrit dans le brevet britannique 1 306 422 comporte des avantages importants par rapport au système du brevet 861 754 car il est possible de prévoir une commande électronique. Toutefois, il n'est prévu aucune indication de la quantité de combustible fournie au moteur et le système exige trois dispositifs actionnables par solénoïde pour obtenir le degré de commande nécessaire. l'objet de la présente invention est de procurer un système du type mentionné ci-dessus, mais perfectionné, dans lequel la commande améliorée de la quantité de combustible fournie à l'appareil est obtenue à l'aide d'un clapet actionné par solénoïde, ce clapet étant utilisé pour obtenir une variation du moment dela fourniture du combustible. A cet effet, la présente invention concerne un appareil du type mentionné ci-dessuss, caractérisé par le fait qu'il comporte un clapet commandé par solénorde et actionnable pour autoriser l'écoulement du liquide de la dite autre extrémité de l'alésage, un transducteur agencé pour délivrer un signal représentatif de la position des pistons, un circuit de commande pour commander le fonctionnement du clapet, ce circuit de commande recevant le signal fourni par le transducteur, des premiers moyens pour fournir un signal de demande au circuit de commande, des seconds moyens agencés pour fournir un signal représentatif de la vitesse du moteur au circuit de commande, des troisièmes moyens agencés pour fournir un signal de position du moteur au circuit de commande, le clapet, pendant le mouvement du plongeur sous l'action de la came, étant fermé dans une position permettant de fournir du combustible au moment voulu et, durant le remplissage de l'alésage, le clapet étant fermé lorsque les pistons atteignent une position appropriée pour que la quantité de combustible soit fournie au moteur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation préférée de l'appareil de l'invention, en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une représentation schématique de l'appareil de l'invention, et - la figure 2 est un bloc-diagramme d'une partie de l'appareil de la figure 1. La figure 1 représente un piston 10 pouvant coulisser dans un alésage 11 possédant une portion rétrécie 12 dans laquelle est disposé un autre piston 13 en contact avec le piston 10. En outre, un corps de clapet 14 pourvu d'une tette 15 est disposé dans l'alésage 12. La tette 15 a un diamètre supérieur à la portion principale du clapet et est rappelée par un ressort de compression hdlicoSdal 16 en appui sur un siège ménagé sur une portion élargie 17 de l'alésage 12. Un espace annulaire est ménagé entre le corps de clapet 14 et la portion élargie 17 de l'alésage et cet espace communique avec une source de combustible liquide 18. Par ailleurs, un passage longitudinal 19 est ménagé dans le corps du clapet et communique avec une sortie 20. La sortie 20 communique avec une arrivée de combustible d'un injecteur de combustible 21 qui comporte lui-même un clapet 22 rappelé par ressort et qui commande l'écoulement du combustible provenant de la sortie 20, à travers des orifices de sortie 29 qui, en fonctionnement, communiquent avec la chambre de combustion du moteur associé. Il est prévu un cylindre 33 sur lequel est disposé un plongeur de pompage 24 qui est actionné par une came 25 en tramée à la vitesse moitié de celle du moteur mais en synchronisme avec lui. Le cylindre communique avec l'alésage 11 par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour 35 disposé dans un passage 34 et, par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour 27 disposé dans un passage 26, avec une source de combustible sous pression 28. La chambre de l'injecteur 21 contenant le ressort est de préférence raccordée à une vidange tout comme un espaee annulaire ménagé entre le piston 13 et l'alésage 11. Un passage de dérivation 29 communique avec l'alésage 11 et peut également communiquer avec une vidange par l'intermédiaire d'un clapet 30 qui est fermé par un actionneur se présentant sous forme d'un dispositif électromagnétique 31. Le clapet est fermé lorsqu'un solénoïde du dispositif est excité. L'alimentation en courant électrique du dispositif 31 est commandée par un circuit de commande 31a qui reçoit, comme on l'expliquera ci-après, également des signaux d'alimentation représentatifs de la vitesse du moteur, de la position, de la quantité de combustible fournie et de la quantité de combustible demandée. Sur la figure 1, les éléments de l'appareil sont repré sentie dans la position qu'ils occupent pendant la fourniture de combustible au moteur associé. Le plongeur de pompage 24 est déplacé vers le bas et le clapet 30 est fermé de manière qu'une haute pression règne dans l'espace ménagé entre le plongeur 24-et le piston 10. Ce dernier est par conséquent déplacé à une vitesse plus grande que le plongeur 24 car aa section est plus petite que celle du plongeur et le piston 13 est entratné dans un mouvement similaire. Ce dernier piston 13 déplace du combustible de l'alésage 12 à travers le passage 19 vers la sortie 20 et la haute pression à la sortie 20 a déplacé vers le haut le clapet de l'injecteur qui s'est dégagé de son siège pour permettre au combustible de s'écouler à travers les orifices de sortie 23. lorsque la carne 25 pours-uit sa rota- tion,une position est atteinte dans laquelle le piston 13 coopère avec le corps du clapet 14 pour dégager physiquement la teste 15 du clapet de son siège. A ce moment-là, la pression à la sortie 20 tombe et le clapet 22 de l'injecteur retourne sur son siège pour empêcher que le combustible ne continue de s'écouler à travers les orifices de sortie.La quantité de combustible en surplus s ddplacée de l'alésage 12 s'écoule vers la source 18 et la quantité en surplus de combustible déplacée par le plongeur 24 s'écoule dans la vidange à travers 11 orifice 36 lorsque celui-ci a été découvert par le piston 10. Après que le mouvement vers l'intérieur du plongeur 24 a cessé et que la came 25 a été déplacée angulairement, du combustible s'écoule depuis la source 28 et à travers le clapet anti-retour 27 jusqu'entre le piston 10 et le plongeur 24, et ce dernier est déplacé vers l'arrière pour rester en contact avec la came. Le clapet 35 est réglé de manière à ne pas pouvoir Store ouvert par la pression de combustible de la source 28. Le remplissage de l'alésage 12 par du combustible a lieu à n'importe quel moment approprié avant que la quantité de combustible suivante ne soit requise. Pour réaliser le remplissage, le clapet 30 est ouvert pour permettre au combustible de s'écouler de la source 18 entre la t8te du clapet 14 et le siège à travers l'alésage 19 du clapet et dans l'alésage 12, ce qui déplace les pistons 13 et 10. le clapet 14 est maintenu en position ouverte car pendant le déplacement des pistons, le clapet n'est pas équilibré en pression. La course de ces pistons est détectée au moyen d'un transducteur de détection 32 disposé autour du piston 10.Dès que le signal issu de l'en- roulement de détection du transducteur indique que les pistons 13 et 10 se sont déplaeés, dans la direction opposée à celle dans laquelle ils se déplacent pendant la fourniture de combustible, d'une distance suffisante, le clapet 30 est fermé et la pression régnant dans la portion de l'alésage Il et du cylindre entre le piston 10 et le plongeur 24 augmente jusqu'à un niveau supérieur à la pression de vidange, la pression dans l'alésage 12 augmentant par la mEme occasion. Cette augmentation de pression permet au clapet 14 de se fermer de manière que le combustible ne puisse plus s'écouler dans l'alésage 12. Lorsque le plongeur 24 commence à se déplacer sous l'ac- tion de la came et commence à engendrer une pression entre le piston 10 et le plongeur 24, le clapet 30 est ouvert et du combustible s'écoule d'entre le plongeur 24 et le piston 10. Le moment où le clapet 30 s'ouvre peut varier en fonction de la vitesse de manière à assurer que la pression entre le piston 10 et le plongeur 24 est suffisamment élevée pour éviter que la pression de combustible de la source 18 n'ouvre le clapet 14 et ne pousse les pistons 10 et 13 vers le haut. Le piston 10 ne peut pas se déplacer tant que le clapet 30 est fermé. Ensuite, le cycle de fonctionnement tel que décrit recommence. Il est possible d'obtenir une injection pilote de combustible en fermant momentanément le clapet 30, de façon suffisante pour entratner les pistons 10 et 13 dans un petit déplacement. La figure 2 des dessins représente le circuit de commande 31a. Ce circuit comporte un circuit 39 pour la commande du dispositif électromagnétique 31, ce circuit de commande étant lui-mSme commandé par un circuit logique 40. le circuit logique reçoit quatre signaux de commande, le premier étant fourni par un comparateur 41 qui compare un signal représentatif de la quantité de combustible requise avec un signal représentatif de la quantité de combustible fournie provenant, par lin- termédiaire d'un circuit tampon 42, de l'enroulement du transducteur 32.Le signal représentatif de la quantité requise est fourni par un circuit régulateur 43 qui reçoit un signal représentatif de la quantité de combustible demandée d'un transducteur 44 qui peut par exemple être associé à la pédale d'accélérateur du véhicule entratné par le moteur associé. Afin de déterminer le signal représentatif de la quantité de combustible requise, le circuit régulateur reçoit également un signal représentatif de la vitesse du moteur associé. Ce signal est délivré par un circuit 45 qui reçoit des impulsions à des interv lle3 prédéterminés de la rotation d'un élément rotatif du moteur, par exemple le volant du moteur. Les impulsions sont délivrées par un transducteur 46. Le circuit régulateur peut également recevoir d'autres signaux représentatifs des conditions du moteur, par exemple sa température,et sa sortie, c'est-à-dire le signal représentatif de la quantité de combustible requise, est ajustée pour assurer que la vitesse limite autorisée du moteur, ainsi que le niveau de combustible maximal ne sont pas dépassés. Le signal fourni par le comparateur 41 au circuit logique détermine le moment du cycle de remplissage où le clapet 30 se ferme pour arrenter le déplacement des pistons 10,13. Le second signal fourni au circuit logique est fourni par un circuit de commande de temps de fonctionnement 47. Ce signal entratne également la fermeture du clapet 30, mais cette fois pendant le cycle de fourniture lorsque la fermeture du clapet entrain le déplacement des pistons 10 et 19. En d'autres termes, le circuit de commande 47 détermine le moment de la fourniture de combustible au moteur associé. le circuit de commande reçoit le signal représentatif de combustible requis, le signal de vitesse et également le signal de position du moteur. le troisième signal fourni au circuit logique 40 provient d'un circuit de commande de temps 48, lequel fournit un signal ouvrant le clapet 30 pour démarrer le cycle de remplissage. Il a été précisé que le remplissage de l'alésa- ge 12 peut avoir lieu à n'importe quel moment entre les cy cles de fourniture successifs, mais il est préférable qu'il ait lieu le plus tard possible -avant que la fourniture de combustible ne soit exigée. On a constaté que cela améliorait l'action de régulation.Tout comme le circuit de commande 47, le circuit de commande 48 reçoit le signal représen- tant la position du moteur, ainsi que le signal représentant la vitesse du moteur. le dernier signal est nécessaire pour prendre en compte le fait que la durée du remplissage décroft avec la vitesse du moteur. Le circuit de commande 48 reçoit également le signal représentant la quantité requise, car le temps nécessaire pour effectuer le remplissage de l'aldsage 12 dépend de la quantité de combustible requise. Le quatrième signal fourni au circuit logique 40 provient d'un circuit de commande de temps 49 et le signal fourni par ce circuit permet d'ouvrir le clapet 30 pour empOcher le déplacement des pistons 10 et 13 lorsque le plongeur 24 est déplacé par la came 25. Le circuit, 49 reçoit le signal représentant la position du moteur, ainsi que le signal représentant la vitesse.Le signal de vitesse est nécessaire pour oo mpenser le délai entre l'application du signal au circuit logique et l'ouverture du clapet 30. le fonctionnement du clapet 30 à cet endroit est critique, car s1il stou- vre trop tôt, les pistons 10,13 peuvent commencer à se déplacer dans la direction permettant un écoulement supplémentaire de combustible dans l'alésage 12, ou s'il s'oinre trop tard, les pistons peuvent se déplacer dans la direction permettant l'injection du combustible. le circuit 49 tel que représenté reçoit également le signal représentant la quantité de combustible requise, car la quantité de combustible contenue dans l'alésage Il conditionne l'instant où le clapet 30 doit s'ouvrir. Les circuits de commande de temps 47, 48 et 49 déterminent, en fonction de leurs entrées, les moments auxquels leurs signaux de sortie doivent être délivrés. A cet effet, les circuits peuvent calculer le délai nécessaire en prenant en compte le délai de réponse du clapet, ou bien ils peuvent être agencés sous forme de "cartes de temps de fonctionnement" qui contiennent des informations mémorisées. Si une injection pilote est nécessaire, elle peut être obtenue en modifiant le circuit de commande 47, de manière à obtenir un signal de fermeture initiale du clapet à la suite duquel le clapet s'ouirre, suivi d'un signal de fermeture principale. Revendications 1. Appareil de pompage et d'injection de combustible pour fournir du combustible à un injecteur d'un moteur à combustion interne, comprenant des pistons (10,13) disposés dans un alésage(11,12)possédant à l'une de ses extrémités une sortie(2 qui en fonctionnement communique avec une entrée(20)d'un injecteur (21), la dite extrémité de l'alésage (11,12)possédant une entrée de combustible raccordée en fonctionnement à une source (18)de combustible sous pression, un clapet (14,15) actionnable pour empêchas l'écoulement de combustible à travers cette entrée de combustible pendant la fourniture de combustible à travers la sortie(20) un plongeur(24)animé d'un mouvement de va-et-vient disposé dans un cylindre(33), une came(25)pour rappeler le plongeur (24) vers une des extrémités du cylindre (33), un passage (34) reliant la dite extrémité du cylindre (33) avec l'autre extrémité de l'alésage(11,12), le liquide, déplacé pendant le mouvement du plongeur (24) sous l'action de la campe(25), agissant sur les pistons(10,13)de manière à ontraîner du combustible à travers ladite sortie(20), un clapet anti-retour (35) disposé dans le passage (34) pour ompEcher le liquide de s'écouler de I'alé sage(11,12)vers le cylindre(33), appareil caractérisé par le fait qu'il comporte un clapet (30) commandé par solénoïde et actionnable pour autoriser l'écoulement du liquide/de la dite autre extrémité de l'alésage (11,12), un transducteur(32) agencé pour délivrer un signal représentatif de la position des pistons (10,13), un circuit de commande(31a)pour commander le fonctionnement du clapet (30), ce circuit de commande (3 la) recevant le signal fourni par le transducteur (32), des premiers moyens (44) pour fournir un signal de demande an circuit de commande(31fla des seconds moyens(45)agencés pour fournir un signal représentatif de la vitesse du moteur au circuit de commande(312, des troisièmes moyens(46)agencés pour fournir un signal de position de moteur au circuit de commande (31a), le clapet(30), pendant le mouvement du plongeur (24) sous l'faction de la came (25), étant fermé dans une position permettant de fournir du combustible à un moment donné, et, durant le remplissage de l'alésage (11,12) le clapet bO)étant fermé lorsque les pistons (10,13) atteignent une position appropriée A la quantité de combustible à fournir au moteur 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel il est prévu, à la dite ---- extrémité du cylindre 3), une entrée de liquide(26} un clapet anti-retourf27)dans cette en trée (26), ltentrée(26), en fonstionnement, étant raccordée à une source de liquide sous pression 28)de manière que le plongeur(24)soit rappelé en contact avec la came(25)lorsque le clapet anti-retour(35, dans le passage (34), est fermé. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel est prévu un orifice d'écoulement (36) dans la paroi du dit alésage (11 , 12), cet orifice tX étant découvert par le dit piston(10,13)dans une position prédéterminée, pendant le mouvement du piston (10,13) vers la dite ~~~~~ extrémi- té de l'alésage(11,12; 4.Appareil selon la revendication 3, dans lequel le dit circuit de commande (31a) comporte un circuit régulateur (43) recevant le dit signal de demande et le signal de vitesse du moteur, et qui délivre un signal de sortie représentatif de la quantité de combustible requise, un comparateur (41) pour comparer le signal de combustible requis avec le signal délivré par le dit transducteur (32), pour fournir un signal, durant la fourniture de combustible dans l'alésage (11,12) de manière à fermer le clapet (30) lorsque la quantité de combustible requise s'est écoulée dans l'alésage. 5. Appareil selon la revendication 4 comprenant de commande premier (47), second (48) et troisième (49) circuits de/ fonctionnement de temps de / qui reçoivent le dit signal de position du moteur, le premier circuit de commande (47) délivrant un signal destiné à fermer le dit clapet (30) pour permettre la fourniture de combustible à travers la dite sortie (20), le second circuit de commande (48) -fournissant un signal destiné à ouvrir le clapet (30) pour autoriser le combustible à s'écouler dans le dit alésage (11,12) et le troisième circuit de commande (49) fournissant un signal destiné à ouvrir le clapet (30) lorsque le plongeur (24) est déplacé vers la dite extrémité du cylindre (33) par la came (25). 6. Appareil selon la revendication 5, dans lequel le dit premier circuit de commande (47) reçoit le signal de combustible requis du circuit régulateur (43), ainsi que le signal de vitesse du moteur, ce premier circuit de commande (47) déterminant l'instant approprié pour la fourniture de combustible. 7. Appareil selon la revendication 6, dans lequel le dit second circuit de commande (48) reçoit également le signal de vitesse du moteur et le signal de combustible requis, ce second circuit de commande (48) faisant varier l'instant où le clapet (30) s'ouvre pour permettre l'alimentation en combustible de l'alésage (11,12), et assurer un délai suffisant pour l'écoulement de la quantité de combustible nécessaire dans l'alésage (11,12). 8. Appareil selon la revendication 7, dans lequel le troisième circuit de commande (49) reçoit également le signal de vitesse du moteur et le signal de combustible requis. 9. Appareil selon la revendication 8, dans lequel les signaux de sortie du comparateur (41) et des premier (47), second (48) et troisième (49) circuits de commande sont appliqués à un circuit logique (40) dont la sortie commande le fonctionnement d'un circuit de commande (39).