Brevet FR2492887A1 — publié le 19820430

La présente invention porte sur un appareil de pompage pour l'injection de carburant pour l'alimentation d'un mo- teur à combustion interne du type comprenant une pompe d'in- jection destinée à délivrer du carburant en synchronisme avec le fonctionnement d'un moteur associé, une pompe à basse pression destinée à alimenter cette pompe d'injection, un élément présentant une surface sur laquelle le carburant sous pression venant de la pompe d'alimentation peut agir en vue du réglage de la quantité de carburant émise à chaque course d'injection de la pompe d'injection, un système de valves à commande électrique destiné au réglage de la pression du carburant et un système électronique de commande commandé par divers paramètres de fonctionnement du moteur et comman- dant le fonctionnement du système de valves. Il est classique de faire en sorte que lorsque cet ap- pareil est au repos, ses organes aient une position telle que lorsqu'on veut faire démarrer le moteur associé, l'appareil délivre immédiatement la quantité maximale de carburant. Pour cela, l'élément précité est soumis à l'action d'un moyen élastique, et quand la pression du carburant augmente, ledit élément se déplace contre l'action du moyen élastique pour réduire la quantité de carburant émise. L'avantage de ce système, comparativement à un système dans lequel l'élé- ment est poussé dans une position correspondant au débit minimal de carburant, est qu'il n'y a pas de retard dans l'émission d'une quantité substantielle de carburant, car la pression du carburant n'a pas à s'établir avant que l'é- mission de carburant puisse commencer. Il est souhaitable, et naturellement considéré comme essentiel par certains constructeurs de moteurs, de prévoir un système d'assistance grâce auquel le moteur puisse fonc- tionner en toute sécurité en cas de défaillance du système électronique de commande. Ce système d'assistance ne doit pas, quand il fonctionne, donner au moteur des performances améliorées afin que l'opérateur ne soit pas conduit à faire marcher le moteur avec lui plutôt qu'avec le système électro- nique. En outre, ce système d'assistance doit pouvoir comman- der la vitesse de ralenti du moteur. L'appareil proposé par l'invention est caractérisé par le fait que le système de valves comporte un obturateur pré- sentant une surface soumise à la pression de sortie de la pompe d'alimentation, cet obturateur, quand la pression aug- mente, se déplaçant pour produire une augmentation de la pression appliquée à la surface qui commande la quantité de carburant fournie par la pompe d'injection, un moyen élasti- que agissant sur l'obturateur afin de contrecarrer son mou- vement produit par ladite pression, et un organe à commande manuelle servant à régler la force exercée par ce moyen élastique. Des exemples d'appareils conformes à l'invention com- portant un système d'assistance sont décrits ci-après en se référant au dessin annexé, sur lequel: -la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un appareil qui est représenté schématiquement sur les autres figures et - les figures 2, 3 et 4 montrent l'application de diffé- rents systèmes d'assistance à l'appareil représenté sur la figure 1 et les figures 2a et 2b sont des graphiques représentant respectivement la pression de sortie de la pompe en fonction de la vitesse du moteur, et les caractéristiques de régu- lation. L'appareil représenté sur la figure 1 comprend un corps formé de deux parties 11, 12, la partie 11 étant pourvue de pattes 13 percées d'un trou par lesquelles elle peut être fixée au moteur associé. Dans la partie 11, est monté un arbre 14 qui, en service, est accouplé à un élément menant du moteur associé et par conséquent tourne en synchronisme avec ce moteur. Cet arbre 14 entre dans une chambre 15 de forme générale cylindrique dans laquelle il présente une partie élargie 14a'en forme de godet. Cette partie élargie présente deux fentes 16 diamétralement opposées et est creu- se. Son extrémité ouverte est engagée sur une saillie 17 de la partie 12 du corps. Le reste de la surface intérieure de la partie élargie est conique aux fins exposées plus loin. L'arbre 14 présente en outre un contre-alésage 18 et, à l'extrémité extérieure de la partie il du corps, est prévu un joint d'étanchéité 19 qui s'applique sur l'arbre 14. L'ar- bre 14 est arrêté axialement par des surfaces de butée sur lesquelles butent les surfaces d'extrémité de sa partie élar- gie. D'un côté, la surface de butée est une surface de la partie 12 du corps, tandis que de l'autre côté, c'est une face d'une plaque annulaire 21 qui entoure l'arbre 14 et sert en outre de fermeture d'extrémité d'une pompe d'alimen- tation à basse pression 22. Le rotor 22a de cette pompe est monté sur l'arbre 14 et porte des palettes qui s'appliquent sur une surface excentrée d'un stator annulaire 22b monté dans la partie 11 du corps. La pompe comporte une entrée 23 reliée à une entrée 23a d'un corps fixé au corps 10. Elle comporte aussi une sortie 24, et un clapet de décharge 25 assure le maintien de la pression de sortie de la pompe à basse pression dans l'intervalle désiré. La partie 12 du corps présente un alésage 26 dans lequel est fixée une douille 27. Cette douille 27 contient un dis- tributeur tournant et mobile axialement 28 qui pénètre dans la chambre 15 dans laquelle il présente une tête élargie. Dans cette tête est prévu un alésage transversal 29 dans lequel sont montés deux pistons de pompage 30. Cet alésage 29 communique avec un conduit borgne 31 ménagé dans le dis- tributeur qui, à son extrémité située dans la tête, est obtu- ré par un bouchon. Ce conduit 31 communique avec deux rainu- res longitudinales diamétralement opposées 32 prévues à la périphérie du distributeur ainsi qu'avec une rainure longi- tudinale unique 33 également prévue à la périphérie du dis- tributeur. La rainure 33 peut elle-même venir successivement face à une série d'orifices de sortie 34 ménagés dans la douille 27 qui communiquent chacun avec une sortie 35 et avec un injecteur du moteur associé. Les rainures 32 viennent à tour de rôle face à des orifices d'admission 37 ménagés dans la douille qui partent, vers l'intérieur, d'une gorge circonférentielle 38 qui communique avec la sortie 24 de la pompe à basse pression par l'intermédiaire d'une valve à tout ou rien 39 qui est commandée par un dispositif électromagné- tique 40. La tête du distributeur 28 est entourée d'une came annu- laire 41 qui présente sur son pourtour intérieur des paires de lobes diamétralement opposés. Dans l'exemple considéré, il est prévu trois paires de lobes et l'appareil est destiné à alimenter un moteur à six cylindres. La came 41 peut tourner autour de l'axe de rotation du distributeur par l'action d'un dispositif commandé par pression de fluide, indiqué glo- balement par le repère 42, qui est accouplé à la came par une cheville radiale 43. A l'extrémité extérieure de chacun des pistons 30, est disposé un suiveur de came formé d'un sabot 45 portant un galet 44. Les suiveurs de came sont arrêtés axialement par rapport au distributeur par deux plaques latérales 46, 47 fixéeg aux faces latérales de la tête du distributeur. Ces plaques latérales sont annulaires et présentent des appendi- ces extérieurs qui s'engagent dans les fentes 16 de l'arbre 14. Les faces latérales circonférentielles des sabots sont pourvues de saillies 49 s'étendant circonférentiellement, dont la surface extérieure radialement est conique et coopère avec la surface conique formée à l'intérieur de la partie élargie de l'arbre 14. En fonctionnement, quand du carburant se rend à l'alé- sage 29 pendant qu'une rainure 32 fait face à un conduit d'admission 37, les pistons 30 se déplacent vers l'extérieur par l'action de la pression de ce carburant et, ce faisant, communiquent un mouvement vers l'extérieur aux sabots 45 et aux galets 44. Ce mouvement est limité par la rencontre des surfaces coniques des sabots et de l'arbre, et l'amplitu- de de mouvement des pistons vers l'extérieur peut être mo- difiée par déplacement axial du distributeur. Cela permet de régler la quantité de carburant reçue par l'alésage 29 et, par là, de fixer la quantité de carburant émise par une sor- tie 34 quand une paire de lobes de la came déplace les pis- tons 30 vers l'intérieur. La' position axiale du distributeur est modifiée par voie hydraulique par modification de la pression dans une chambre 50 délimitée par l'extrémité de L'alésage 26 de la partie 12 du corps. L'extrémité de l'alésage 26 est fermée par un organe de fermeture, et du carburant sous pression pénètre dans la chambre 50 en passant par une soupape dési- gnée sur la figure 2 par le repère 51. Le carburant peut sortir de la chambre par un étranglement 52 pour se rendre à l'intérieur de l'appareil. La soupape 51 est normalement ouverte et peut se fermer par envoi d'un courant électrique dans un solénoïde associé à elle. L'alimentation de ce so- lénoide est produite par un système électronique de commande dont la construction ne fait pas partie de la présente invention mais qui peut être par exemple du type décrit dans le brevet britannique 1 429 293. Le distributeur est soumis à l'action d'un ressort hélicoïdal de compression 53 logé dans le trou 18; ce ressort agit entre l'arbre 14 et le distributeur et pousse ce dernier contre l'action du carbu- rant sous pression contenu dans la chambre 50. Un transducteur 54 placé dans la chambre 50 fournit au système électronique de commande 55 une indication concernant la vitesse de rota- tion du distributeur et sa position axiale. Considérons la figure 2. Le carburant sous pression venant de la pompe d'alimentation 22 passe par un robinet à deux directions 56 et, en fonctionnement normal, se rend par ce robinet à la chambre 50, dans laquelle la pression est ré- glée par réglage de l'ouverture de la soupape 51. Comme indi- qué précédemment, ce réglage est commandé par le système électronique de commande normal 55. La sûreté veut qu'en cas de défaillance de ce système, la soupape défaille en posi- tion ouverte. Cela a pour effet que la pression dans la chambre 50 augmente et le distributeur se déplace au maximum contre l'action du ressort 53 pour réduire la quantité de carburant allant au moteur. Il est probable que cela provoque l'arrêt du moteur. Un autre cas de défaillance est celui o la soupape 51 tombe en panne en position fermée, ce qui pro- voque une baisse de la pression dans la chambre 50 et une augmentation de la quantité de carburant envoyée au moteur. Dans le présent exemple, il est fait en sorte qu'en cas de panne du système électronique de commande, l'utilisateur du moteur soit averti et, à la réception de cet avertissement, il met manuellement le robinet 56 dans son autre position. La soupape 51 est alors mise hors circuit et le carburant se rend à la chambre 50 par un clapet à réglage manuel 57. Ce clapet représenté schématiquement sur la figure 2, comprend une bille appliquée sur un siège par un ressort. La force exercée par ce ressort est réglable. Pour cela, la butée du ressort est reliée à la pédale d'accélérateur du moteur par un levier 58. Quand on appuie sur la pédale d'accélérateur, la force que le ressort exerce sur la bille augmente, de sorte que la bille est appliquée avec plus de force sur son siège et qu'il va moins de carburant à la chambre 50. Par suite, la pression dans cette chambre diminue, ce qui produit une augmentation de la quantité de carburant allant au moteur. Comme cependant la vitesse du moteur augmente, la pression de sortie de la pompe 22 augmente, de sorte que la bille est soulevée de son siège et la pression dans la chambre 50 augmente. Par suite, le distributeur se déplace en comprimant son ressort et réduit la quantité de carburant fournie au moteur. On a ainsi une régulation. A côté de la figure 2 existent deux graphiques Figu- res 2a et 2b: le graphique 2a représente la pression de sor- tie de la pompe 22 en fonction de la vitesse du moteur et le graphique 2b les caractéristiques de régulation. Les cour- bes en trait continu sont les caractéristiques obtenues avec le système électronique de commande la courbe 59 est la caractéristique au ralenti et la courbe 60 la caractéristique au débit maximal de carburant, y compris avec excès de car- burant. Les courbes en trait interrompu situées entre les courbes 59 et 60 sont les caractéristiques obtenues avec le clapet 57: on constate qu'elles se situent toutes deux en dedans des courbes obtenues avec le système électronique de commande, donc que les performances qu'on peut obtenir du moteur sont inférieures à celles qu'on peut obtenir quand le système électronique de commande normal fonctionne. Sur la figure 3, les organes sont disposés différemment sur le papier, mais la seule différence fondamentale est que le robinet 56 est remplacé par une valve à commande électro- magnétique 61. En outre, le clapet 57 est de construction un peu différente- Le robinet 61 est encore un robinet à deux directions et comprend un obturateur 62 qu'un ressort 63 pousse dans une position telle que le carburant aille à la chambre 50 par le clapet 57. Quand le solénoïde associé au robinet 61 est alimenté, une armature 64 déplace l'obtu- déplace l'obturateur contre l'action de son ressort pour fermer le conduit allant au clapet 57. Le carburant va alors à la chambre 50 par la valve 51, qui est naturellement com- mandée par le système électronique de commande. Si ce système tombe en panne, le solénoïde associé au robinet 61 cesse d'à- tre alimenté et la commande du moteur avec le clapet 57 s'ef- fectue automatiquement. La figure 4 représente un système un peu différent dans lequel les fonctions des valves 51, 61 et 57 représentées sur la figure 3 sont regroupées. La valve combinée, indiquée par le repère 65, comporte un obturateur 66 qui peut être appliqué sur un siège 67 pour qu'il ne parvienne pas de car- burant sous pression à la chambre 50. Cet obturateur 66 est en matière magnétisable et est en contact avec une tige poussoir 68 dont l'autre extrémité est en contact avec une armature 69 sur laquelle agit un ressort hélicoïdal de com- pression 70, la force exercée par ce ressort pouvant être modifiée au moyen d'un levier 71 qui, en service,est relié à la pédale d'accélérateur du moteur associé. Le ressort 70 -applique l'obturateur 66 contre le siège 67 et, abstraction faite pour l'instant des deux solénoïdes qui font partie de la valve, les organes de la valve vus jusqu'à présent rem- plissent la fonction du clapet 57 de la figure 3. Autrement dit, quand la pression de sortie de la pompe d'alimentation augmente, l'obturateur 66 se soulève de son siège pour per- mettre une augmentation de la pression dans la chambre 50 et par là produire le déplacement du distributeur 28 contre l'action de son ressort afin de réduire la quantité de car- burant envoyée au moteur. Il est prévu deux solénoïdes 72, 73 destinés à exercer une force magnétique le premier sur l'obturateur 66 et le second sur l'armature 69. Ces solénoïdes sont reliés au système électronique de commande; le solénoïde 72 sert à commander la caractéristique au ralenti et le solénoïde 73 à commander la caractéristique au débit maximal de carburant. Si le solénoïde 73 et la partie associée du système électro- nique de commande normal présentent un défaut, la caractéris- tique au ralenti sera encore déterminée par ledit système. Par contre, si le solénoïde 72 et la partie associée du système électronique de commande normal présentent un dé- faut, la caractéristique au ralenti sera déterminée par la pression qui agit sur l'obturateur 66 et la force opposée exercée par le ressort 70. La valve 65 est agencée de façon que le risque qu'elle se coince soit réduit au minimum. La tige poussoir 68 est pourvue d'évidements appropriés et présente également un conduit d'équilibrage afin que ses deux extrémités soient soumises à la même pression de carburant et qu'ainsi il y ait peu de risque que les particules de saleté contenues dans le carburant soient emprisonnées dans les évidements. Revendications 1.- Appareil de pompage pour l'injection de carburant pour l'alimentation d'un moteur à combustion interne, du type comprenant une pompe d'injection destinée à délivrer du car- burant en synchronisme avec le fonctionnement d'un moteur associé, une pompe à basse pression destinée à alimenter cette pompe d'injection, un élément (28) présentant une sur- face sur laquelle le carburant sous pression venant de la pompe d'alimentation peut agir en vue du réglage de la quan- tité de carburant émise à chaque course d'injection de la pompe d'injection, un système de valves à commande électrique destiné au réglage de la pression du carburant, et un système électronique de commande commandé par divers paramètres de fonctionnement du moteur et commandant le fonctionnement du système de valves, caractérisé par le fait que le système de valves comporte un obturateur (57) présentant une surface soumise à la pression de sortie de la pompe d'alimentation, cet obturateur, quand la pression augmente, se déplaçant pour produire une augmentation de la pression appliquée à la sur- face qui commande la quantité de carburant fournie par la pompe d'injection, un moyen élastique agissant sur l'obtura- teur afin de contrecarrer son mouvement produit par ladite pression, et un organe à commande manuelle (58) servant à régler la force exercée par ledit moyen élastique. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le système de valves comprend une soupape (51) comportant un solénoïde, le passage de courant dans ce solé- noïde étant commandé par ledit système de commande en vue de la détermination de ladite pressionU7systeme de clapet (57) comportant l'obturateur, le moyen élastique et l'organe à commande manuelle (58) précités, cette soupape (51) et ce clapet (57) étant reliés à une chambre (50) dans laquelle se trouve ladite surface de réglage du débit de la pompe d'in-- jectionet un robinet (56) monté entre la sortie de la pompe d'alimentation et lesdits soupape et clapet et servant à déterminer laquelle de ces valves commandera ladite pression. 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le robinet (61) est commandé par un autre solé- ndïde. 4.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte deux solénoïdes (72, 73), le passage de courant dans ceuxci étant commandé par le système de commande, un de ces solénoïdes, quand il est alimenté, assis- tant l'action du moyen élastique et l'autre, quand il est alimenté, s'opposant à ladite action.