Brevet FR2504199A1 — publié le 19821022

l 2504 199 Dispositif de réglage du débit d'une pompe d'injection de carburant pour des moteurs à combustion interne. L'invention concerne une pompe d'alimentation en carburant pour des moteurs à combustion interne du type comprenant des moyens pour distribuer et amener le carbu- rant aux différents cylindres, des moyens pour régler le débit et des moyens pour fournir des valeurs de pression correspondant à la vitesse de rotation de la pompe. Pour utiliser de façon optimale la puissance de mo- teurs à combustion interne, il est nécessaire d'injecter un débit aussi important que possible pour chaque vitesse de rotation sans cependant donner lieu à des émissions d'échap- pement polluantes Naturellement, il existe un débit opti- mal différent pour chaque vitesse de rotation. On connaît des solutions à ce problème qui permet- tent un réglage du débit, c'est-à-dire un réglage du couple de rotation fourni par le moteur alimenté par la pompe, des lois linéaires étant déterminées à l'aide de régulateurs centrifuges, au moyen de plusieurs ressorts qui agissent sur les régulateurs de débit et subdivisant les gammes de réglage en différentes sections; on obtient ainsi des ré- sultats optimaux qui ne sont que très approximatifs. D'autres solutions permettent un réglage de débit maximum au moyen d'un piston dont la surface a une forme permettant d'obtenir une configuration optimale des valeurs pour chaque vitesse de rotation. Il est également nécessaire d'adapter le débit de carburant plus important injecté lors du démarrage, en tenant compte de la température du moteur, pour éviter la formation de fumées noires lorsque le moteur est déjà chaud et, par conséquent, n'a pas besoin de carburant supplémen- taire au démarrage. Lorsqu'en outre par exemple le moteur est suralimen- té par un turbocompresseur à suralimentation, il est néces- saire d'adapter le débit à la pression de suralimentation. Ces solutions utilisant un réglage du débit au moyen de pistons dont la surface est conformée de façon par- ticulière ne sont pas en mesure de satisfaire convenablement 2 2504 1999 à cette nouvelle exigence de la technique des moteurs. Une autre solution qu'il faut noter consiste à uti- liser une came à trois dimensions dotée d'un mouvement axial et rotatif qui limitent, en fonction de la pression de la suralimentation et du régime de fonctionnement du moteur, le refoulement maximal de combustible. Ce système qui donne satisfaction en fonctionnement, implique un transfert, en des coordonnées polaires, de la loi de limitation du refoulement maximal en fonction de la vitesse De plus, il est nécessaire de relier la came par une tringlerie au régulateur dont l'accès est parfois diffi- cile dans un groupe pompe-régulateur. L'invention se propose de fournir un dispositif de régulation simple et approprié qui permet d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus et par conséquent permet de régler le débit optimal pour chaque vitesse de rotation, même en tenant compte de la température du moteur et de la pression de suralimentation. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que le dispositif de régulation est constitué par un élément de réglage qui est commandé par le déplacement d'un palpeur qui agit sur la surface d'une came à trois di- mensions qui peut se déplacer dans les première et seconde directions perpendiculaires entre elles; par des moyens déplaçant la came dans la première direction et sensibles à la vitesse de rotation de la pompe; et par des moyens dé- plaçant la came dans la seconde direction et sensibles à la pression de suralimentation du moteur. Cette came est disposée sur un corps mobile, qui est déplacé par un piston qui de son côté agit à l'encontre de ressorts de rappel, au moyen d'une pression dépendant de la vitesse de rotation de la pompe d'injection, de sorte que la came est déplacée suivant la direction de l'axe lon- gitudinal du rotor En outre, la came est déplacée suivant la direction transversale au moyen d'un élément sensible à la pression de suralimentation du moteur De préférence, à la fin de sa course le piston s'appuie sur une came tournan- te qui est actionnée, en dehors de la pompe, par des moyens 3 2504 199 sensibles à la température du moteur à combustion interne. Le piston peut posséder une section différentielle pour em- pêcher l'inversion de son mouvement après le démarrage du moteur et par conséquent exclure la possibilité de son retour non intentionnel dans la position de retour. L'emploi d'une came plane réalise un rapide trans- fert en coordonnées cartésiennes de la loi de variation de la quantité maximum de combustible refoulé en fonction de la pression de suralimentation et du régime de fonctionne- ment du moteur Il en résulte également une facilité accrue pour la réalisation d'une telle came. Enfin, la séparation de la came pla N d'avec le corps mobile ne nécessite pas d'avoir à recourir au démon- tage du régulateur. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'in- vention. La figure l est une représentation schématique d'un dispositif suivant l'invention; et la figure 2 est une vue en perspective du corps mo- bile sur lequel est disposée la came à trois dimensions au moyen de laquelle sont régulés les différents débits de la pompe. Sur les figures, la référence i désigne un arbre d'entraînement qui tourne en synchronisme avec le moteur et entraîne une pompe d'injection connue 2 qui délivre une pression suffisante pour injecter du carburant dans le moteur à combustion interne par l'intermédiaire des condui- tes d'injection 4 et des injecteurs 3. Le débit est réglé par des moyens 5 également connus. Une pompe d'alimentation en carburant 25 est entrai- née simultanément, par la paire de roues 27, 26; cette pompe délivre, par des moyens connus, un flux de carburant sous une pression qui augmente proportionnellement à la vitesse de rotation ou à son carré ou, suivant le cas, 4 2504 1 9 lorsque la vitesse de rotation augmente Ceci peut avoir lieu grâce à une soupape de limitation de pression 34 dont la détente représente une perte d'énergie non négligeable. Le côté refoulement 32 de la pompe 35 est couplé, par la conduite 24, avec la chambre 20 sur laquelle agit un piston 19 qui est formé par un prolongement, de diamètre plus fai- ble, du piston 18 se déplaçant dans le cylindre 9; le dé- placement du piston 19 entraîne un corps mobile 40 dans son guidage 41, à l'encontre de l'action du ressort 10. Sur le corps mobile 40 est disposée la came 8 qui peut être déplacée suivant la direction transversale, dans son guidage 42, à l'encontre de la force des ressorts 31, par un élément 28 sensible à la pression de suralimentation de l'air du moteur, et par l'intermédiaire du couplage 17. L'élément 28 comprend le cône 15 qui est monté dans la chambre 14 par l'intermédiaire de l'axe 16 et qui est cou- plé à une membrane il sur laquelle agit la pression de sur- la coduite alimentation provenant 12, à l'encontre de l'action des ressorts de rappel 13 La conduite 12 peut être couplée avec le collecteur d'admission du moteur. Le palpeur 7, couplé aux moyens de réglage 5 par le levier 6, s'appuie sur la came 8 perpendiculairement à ses déplacements, c'est-à-dire suivant la direction longitudi- nale par rapport au corps mobile 40 et au piston 18 et sui- vant la direction transversale par actionnement de l'élé- ment 28. Une tige 29 couplée au piston 19 s'appuie sur la surface d'une came 21 contenue dans le logement 46 et qui peut être tournée de l'extérieur, par le levier 23, par l'intermédiaire d'un élément 22 sensible à la température du moteur. Dans la paroi de la chambre 20, o se déplace le piston 19, est prévu un passage longitudinal 44 qui couple la chambre 20 avec la chambre formée par le piston 18 dans le cylindre 9: ainsi, la pression existant dans la chambre n'agit que sur le piston 19 jusqu'à ce que sa première course libère le passage 44, à la suite de quoi la pression agit également sur la surface annulaire du piston 18. Le retour du piston 18 vers la position de repos est permis par la soupape anti-retour 45 ou simplement par les fuites entre le piston 19 et son cylindre. La course du piston 19, qui libère le passage 44, est de préférence plus importante que la course maximale de la came 21 afin que dans chaque position arbitraire de la came lors du démarrage du moteur, seul le piston 19 re- çoive la pression du liquide amené par la conduite 24. La pompe d'injection 2 entraîne également, par l'in- termédiaire de l'arbre 1, la pompe d'alimentation 25 qui fournit une pression proportionnelle à la vitesse de rota- tion ou à son carré, qui arrive à la chambre 20 par la con- duite 24 et n'agit tout d'abord que sur le piston 19 puis également sur le piston 18, comme expliqué ci-dessus Ce mouvement proportionnel à la vitesse de rotation déplace le corps mobile 40 et la came 8 qui peut avoir en outre un mou- vement transversal commandé par l'élément 28 sensible à la pression de suralimentation arrivant par la conduite 12. Dans ce cas, la position spatiale de la came est plutôt une fonction de la vitesse que de la pression de suralimentation. La surface de la came est explorée par le palpeur 7 qui règle le débit par l'intermédiaire du levier 6 et de moyens de réglage connus 5. Lorsque la pompe est au repos, étant donné qu'il n'y a pas de pression dans la chambre 20, le ressort 10 oblige la tige 29 à s'appuyer sur la surface de l'autre came 21 dont la position dépend de la température du moteur, par l'intermédiaire de moyens extérieurs 22. Dans le cas d'un moteur froid ou respectivement chaud, on obtient différentes positions angulaires de la came 21, qui peut avoir une forme appropriée, pour permettre différentes positions extrêmes du piston 18 et par consé- quent de la came 8 qui y est couplée En modifiant le pro- fil de la came on modifie le débit maximum délivré par les moyens de réglage 5, par l'intermédiaire de la came 8 et des leviers 7, 6. Grâce à une configuration appropriée de la came 8 6 2504 199 à trois dimensions, on obtient différentes lois de la quan- tité maximum unitaire d'injection de carburant en fonction de la vitesse de rotation et de la pression d'alimentation. Grâce à une configuration appropriée de la came 21 on peut en outre obtenir des débits de démarrage différents suivant la température du moteur. Dans l'exemple décrit, le déplacement de la came s'effectue en fonction de la vitesse de rotation du moteur, sous la pression produite entre la pompe d'alimentation 25 et la pompe d'injection 2 Le déplacement de la came dépen- dant de la vitesse de rotation peut cependant être obtenu également d'une autre manière par des moyens fonctionnels similaires, comme cela est décrit par exemple dans la de- mande de brevet déposée simultanément par la demanderesse. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation de l'exemple décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention. 7 254 99 REVENDICATIONS 1 Dispositif de régulation du débit unitaire d'une pompe d'injection pour un moteur à combustion interne avec suralimentation, caractérisé en ce qu'il est constitué par un élément de réglage-qui est commandé par le déplacement d'un palpeur ( 7) qui agit sur la surface d'une came ( 8) à trois dimensions qui peut se déplacer dans des première et seconde directions perpendiculaires entre elles; par des moyens ( 18) déplaçant la came dans la première direction et sensibles à la vitesse de rotation de la pompe; et par des moyens ( 28) déplaçant la came dans la seconde direction et sensibles à la pression de suralimentation du moteur. 2 Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens sensibles à la pression de sur- alimentation du moteur sont constitués par une membrane ( 11) qui est chargée par cette pression et déplace, à l'encontre des moyens élastiques ( 13), un cône ( 15) sur le- quel agit un élément de couplage ( 17) avec la came ( 8) à trois dimensions. 3 Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens sensibles à la vitesse de rota- tion déplacent la came ( 8) à l'encontre de moyens élastiques ( 10) et que la position de repos de la came est déterminée par appui sur une butée mobile ( 40) par l'intermédiaire de moyens ( 22) sensibles à la température du moteur. 4 Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens sensibles à la vitesse de rota- tion comprennent des moyens qui délivrent un courant de carburant sous une pression hydraulique qui augmente lors- que la vitesse de rotation augmente, ainsi qu'un entraîne- ment soumis à cette pression et déplaçant la came. Dispositif suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que l'entraînement est constitué par un piston différentiel ( 18, 19) qui comporte deux sections de diamè- tre différent qui coulissent respectivement dans des cham- bres cylindriques ( 9, 20), une de ces chambres ( 20) étant toujours ouverte pour le courant de carburant et l'autre ( 9) ne s'ouvrant pour le courant de carburant qu'après la 8 2504 199 première course du piston, à l'encontre des moyens élas- tiques ( 10). 6 Dispositif suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que les moyens fournissant le courant de carbu- rant sont constitués par une pompe ( 25) qui amène le carbu- rant à la pompe d'injection ( 2).