Brevet FR2504598A1 — publié le 19821029

La présente invention concerne une pompe à carbu- rant, à l'aide dle laquelle du carhuralit peut être refoulé dans l'accumulateur haute pression d'un moteur à combustion interne en vue d(e l'alimentation d'injecteurs, cette pompe comportant un carter, ainsi qu'utm cylindre qui entoure un piston et une chambre de pompage et auquel est relié un sur port de valve muni d'une valve de refoulement, valve qui ee placée sur le trajet d'écoulement du carburant, qui comport une tige cylindrique de guidage pourvue d'au moins un passa extérieur pour le carburant, d'lun trou brogne ouvert vers l'arrière, ainsi que d'un cône de fermeture vers l'avant, e qui est guidée dans un trou du support de valve, trou dont la zone de transition avec un trou d'alimentation de plus faible diamètre partant de la chambre d(le refoulement de la pompe est agencée sous la forme d'un siège conique contre lequel la valve de refoulement est appliquée par un ressort de compression agissant dans le sens de la fermeture et gui dans le trou borgne en s'appuyant à une extrémité sur-le fo de ce trou borgne et à l'autre extrémité sur un contre-appu qui est entouré par une chambre collectrice de carburant de laquelle part au moins un canal de sortie du carburant. Une pompe à carburant de ce type est décrite par exemple dans le brevet britannique n 258 682. Selon ce brevet, on utilise comme contre-appui po la valve de refoulement une vis q(lui est montée en arrière d la valve dans son support et qui comporte à l'avant un trou borgne central destiné à guider et à soutenir un ressort de compression, ce dernier sollicitant la valve dans la direc- tion de la fermeture et sa surface frontale avant servant d butée pour limiter la course de la valve de refoulement. Cette dernière et son contre-app)ui constituent les composan critiques d(les pompes à carburant, notamment lorsque l'accum lateur haute pression et les injecteurs qui lui sont reliéi dans un moteur à combustion interne doivent être alimentés par la pompe à carburant avec du carburant sous une pressioi extrêmement élevée, par exellple de l'ordre de grandeur de 1.000 bars. Du fa i t que l 'extrmit,é arrière de la valve de refoulement, ainsi que I'extrémit 6 avant dut contre-appui, sont agencées toutes deux sous la forme d'un fourreau, il ne se produit pratiquement un contact, lors du fonctionnement, qu'entre les surfaces de forme annulaire, tournées l'untme vers l'autre et de dimensions relativement faibles, du contre- appui et de la valve de 'refoulement dans sa course d'ouverture, d(e telle sorte que le contre-appui, aussi bien que la valve (le refoulement, sont soumis à des charges extrê- mement élevées sous l'effet des fortes pressions du carbu- rant En conséquence, il est inévitable que la valve de refoulement, aussi bien que son contre-appui, soient soumis à une forte usure qui peut éventuellement provoquer leur rupture De toutes manières, on ne peut pas obtenir une longue durée de fonctionnement pour lune pompe à carburant équipée d'utne valve de refoulement et d'un contre-appui ayant cette structure connue En outre, une telle structure incor- porée à un système opérant sous une pression élevée ne permet pas de satisfaire aux conditions de sécurité qu'il est impératif de remplir. Une autre zone critique dans le trajet d'écoulement dlu carburant enl:re la pompe et l'accumulateur haute pression qui l'alimente on carburant est constituée par le conduit de carburant, car il se produit dans ce dernier, pendant la course de refoulement de la pompe, des pointes de pression qui sont bien supérieures au niveau (le la pression de carbu- rant régnant dans l'accumulateur Il est possible de tolérer ces pointes de pression en surdimensionnant le conduit de carburant et en le prévoyant pour une pression de sécurité appropriée Toutefois, le coût de cette solution n'est pas négligeable. En conséquence, la présente invention a pour but, d'une part, d'agencer une pompe à carburant du genre spéci- fié ci-avant, dans la zone de sa valve de refoulement et de son contreappuli, de telle sorte que l'on soit assuré d'une longue durce (le Fonct ionnement pour ses composants, et ce, même dans le cas oit les pressions dtl carburant sont extrêmement elevées, tout en r&luisant au minimum les risques de rupture de la valve de refoulemrn Lt. D'autre part, un but d(e l'invention estl egalement d'agencer le( trajet d' écoulement dut carburant en aval d(, la valve de refoulement de telle sorlte qu'il ne puisse plus se produire de pointes de pression perturbatrices dans le conduit, de carburant qui relie l 'accuimulateur haute pression à la pompe. Conril'orménient à la present(e invention, cos buts sont att iil;s, dans unoc pompe à car'burant titi genre sp;cifié ci-avant, Grace au fait que le conitre-appui s'applique contr la surface de fond d'une partie d(lu carter de la pompe qui est reliée au support de valve et qui délimitt avec ct(lui-ci la chambre collectrice de carburant, tout en pouvant se déplacer radialorent par rapport à ladite partie du carter grace au fait que la partie précitée du carter de la pompe comporte une chambre d'accumulationr-tampon haute pression qui fait partie intégrante de la pompe à carburant; graâce au fait que cette chambre d'accumulation-tampon haute pres- sion est reliée, par son entrée, à la chambre collectrice de carburant par l'intermédiaire de plusieurs canaux de passage dérivant de ladite chambre à l'extérieur du contre-appui, et, par sa sortie, par l'interméliaire d'un passage d'étran- glement, à tun condu(i t de carburant aboutissant à l'accumu- lateur haute pression; et: grâce ai f'ait que le contre-appui est: agencé souis la forme d'un organe d'amortissement, qui comporte un fond intérieur destiné à soutenir le ressort de compression et tii lonid ext érieur servant à imiri t:er la course do la valv(? le refoulement, et qui coiffe 1 'cxtrérni té arriere d( cet t e valve, à la mani icre (I'un chapeau, par un col let annul'aire ext(rieour ds man i ere à créer iun petit inter- si ic: de largelr' déterminée à travers lequel le carburant peul, pénét rer a Vec et-rangl(meni N da S untle chamb)re d'amort lis- sement délimitée spaltialemeni par I e t'ou bor,;-ne de la valve de refoulement ainsi que par le f'otld du conll I'e-appui, et p) lt sortir de cet te chambre, -également avec étranfgl eomen Lt et avec l ' amortissement a SO t euhfu, 1 chacllequ coturs(e ('overture(e d la valve de refoulement. D)e: préf'-r'oenó-e, I e t'ond i;nt er i cnîr rc lt 'tie l eq Oeli I s'appuie le ressort de compression est ménage sur une saillie axiale du contre appui, ladite saillie présentant un diamètre inférieur à celui du trou borgne de la valve de refoulement et pénétrant dans ce trou borgne. Avanitageusement, des rainurres transversales sont ménagées à l'extlrmit 4 (le la valve de refoulement qui est située du côté du con Lre-appui. Dans une forme de réalisation avantageuse de la présente invention, le contre-appui presenrite un passage central continu d'étranglement dont le diamètre est fonction de la largeur dudit interstice et: qui coopère avec ce dernier pour assurer avec étranglement le remplissage en carburant et l'évacuation de la chambre d'amortissement, ledit passage étant en outre en communication avec la chambre d'accumula- tion-tampon haute pression. De préférence, la partie du carter de la pompe renfermant la chambre d'accumulationr-tampon haute pression est centrée à l'aide d'un collet de guidage faisant saillie axialement dans la partie du carter de la pompe qui reçoit aussi bien le support de valve que le cylindre de pompe, et elle est fixée sur cette dernière partie à l'aide de goujons en bloquant simultanément en position le cylindre de pompe et le support de valve. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels: 250 j 4598 La figuire 1 rep L'e S(nt t e i 1 iit essentielle pour la description de l' invention 1 la fir 2 montre une vite à plus grande dchelli ( 1 ' une partie de la stviict ure refoulement et de -sont contre-appui. Sur les figures, on a déstiné par le repère i une pompe à carburant, par 2 un élément infériecur de son carter et par 3 un élément suipériuur se déplaçant dans le cylindre 6, par 9 une chambre de pom- page, par 10 et Il respectivement; dleux canaux d'aspiration assurant la liaison entre la chambre 9 et la chambre d'aspi. ration 7, et par 12 un support pour une valve de refoulemeni 13 Le piston (le pompe 8 v 's ac t jrenné, de mani 2 ere non repre sentée, et par 1 ' inttertii hdaire d'un poussoir, à partir (le lé came d'un arbre à cames L e cylindrîe forme annulaire Ce support (le va i Lve, 12 est en outre centré,- à, l'aide de la surface ex ereuot cl'Lun collet 17 Prévu sur ce support 12, dlans un l éag itit érieur 18 (le 1 ' èléma*'î t inféîrieuir 2 du carter de l t pompel)(, dle telle sorte qu'il et dispor 6 coaxial enent par' rapport au cyl indre 6 ci: la pomrpe. L'alésa-e int ér'ieiur 18 a ssurr( on mu Ire le cen trxage sur la surface fronti ale annulaire sul)i riure 20 duquel s'ap- ptlie également 1 'elément 3 (du calter à l'aide d'une surface annulaire correspondnnite 21. Les trois parties 2, 'i et q du carter de la pompe sont assemblées entre elles à l'aidt, l, goujons qui assurent simultanement le blocage en posit Lion du cylindre de pompe 6 et du support de valve 12 dars le I arter le la pompe. I La valve de refoulement 13 est représentée en détail sur la figure 2; elle est placée sur le trajet du carburant à l'intdri,;ux' de la pealm et elle comporte une tige cylindrique de guidage 22 qui est pourvue d'au moins un passage extérieur de carburant 23 se présentant sous la forme d'un fraisage ou d'une rainure longitudinale et qui est en outre pourvue d'un trou borgne 21 ' ouvert vers l'arrière et, à l'avant, d'un cône de fermleture 25 la valve de refoule- ment 13 est guidée dans un alésage 2 t' du support 12 dont la zone de transition avec un trou d'alimentation 27 de diamètre plus faible, partant de la chambre de refoulement 9 de la pompe, est agencée sous la forme d'un siège conique 28 contre lequel la valve de refoulement 13 est appliquée par un res- sort de compression 29 agissant dans le sens de la fermeture. Ce ressort est guidé dlans le troi t)olne 211 de Ia valve de refoulement 13 et il s';lq, ue d'un;té sur le fond de ce -trou et de L'atlire cÈté sur T in co:nt'e- ppxui 30 qui est entou- ré' par une chambre collectrice do cat-burant 31 Cette der- nière est déelimitée par des partie:i profilées, (lans le pro- longement l'une de l'autre, du côte iup(érieur du support (de valve 12 et du côté inférieur de la partie 4 du carter de la pompe. Le contre-al)ppli 30 St appliqué, conformément à 1;invention, contre le fond 32 dle la partie 4 du carter de la pompe relié e au suppor J t doe valve, tout en étant mobile radialement par rapport à cette, partie En outre, le contre- appui 30 est agencé, selon l'invention, sous la forme d'un organe d'amllortissement qui comporte tun fond intérieur 33 destiné à 'ollt:eri l le ressolrt (de coml''ession 29 et un fond extérieur 3 'i qui assure La limitat ion de la co Il Iuse de la valve de refoultoement 13, et (lqui c Iti rf-e l ext Irmil té arrièrt de cette dernière, à la manière d I'un clhapeau, par un collt extér'ieur 35 de forme annulair re Cr collet est agencé, conformément à l'invention, de matiiere à créer un petit interstice 3 (de largeur bien définie à travers lequel le carburant est introduit le façon él ranglée dans une chambr d'amortissement de pression 37 qui est délimitée spatiale- ment par le t,rou borgne 2 'l dle la valve d(le refoulement 13 ainsi que par la surface cii on(l 31 ') dlu contre-appui 30, et partir de laquelle, à chaque course d'ouverture (le la valv de refoulement 13, le carburant est à nouveau evacué de façon étranglée en étant soumis à l'amortissement souhaité Le fond intérieur 33 contre lequel s'appuie le ressort de compression 29 est ménage sur une saillie axial 38 du contre-appui 30, saillie qui présente un diamètre inférieur à celui du trou borgne 214 mé(nageé dans la valve di refoulement 13 et qui pénètre dans cette dernière L'extré- nmité de cette valve 13 qui est sit uée du côté du contre- appui comporte des rainures transversales 39 qui permettent au carburant cde s''couler sans entraves lorsqu'il pénètre dans la chambre d'amortissr emnrt 37 oól lorsqu'il en sort. I.a partie 3 lit carter (de la pompe comporte une chambre d'a(ccumtllu atior-lampon hate pression 40 qui fait partie intégr;ante (te la póompe àl ca'bturant 1 Par son entrée elle est reliée Cl la clhambr'e colleclrice do carburant 31 pa l'interné(d Laie l(le plusieurs carnaux ' l qui partent de cette chn Lbre, l'extérieur (du contre-al)ppui 30 Par sa sortie, elle est reliée, par l 'intermcliai dl'un passage d'étrangl ment 42 (tie plus Faible diamètre, à un conduit de carburant: qui aboutit ainsi que cela est teprésenté sur la figure 1, mais seulement de manière schémaltique à ul accumulateur haute pression 4411 d'un mot Leur à enmhus Lion intenle pour assurer l'alimentation d' injecteurs 15 reliés à l'accumula- Leur 44 L'avantage de la chambrc' d'accumulation-tampon haute pression, (cans ce cas, est qul'ellle atténue les pointes de pression qui se produisent dlans le carburant pendant la course de reúfoulement dul piston de la pompe, cette a tténuaîtio>n des poinit es clv p>ri e-si on e tart sîîii a te polir qu' elles ci' ai eitil atcîcjae'ct cr îrcc Lu dans I e corlidit (le carburant 't 3. 1 à v-31 \J'i ai (v d'îe I' g'i 'ee' qui a e tè e repré sentéL sur les fi gi î' I e t 2, I ecnre-auu 30 peu t coniport er, en out re, et Sel on une 1 ( forca îerati a o repj-résentée sur la figure 3, lun passage cont iinu c ''n ti-ai et l'é vacciation (le la chambret l' ariioi- i ssement:17 qui S effec- turent avec etrnaue t 5 iaes 1 'infr i 6 Le dia- mètre de ce passage 4; e-st par a er dèterminé en fonction du rôle qu'il doit jouer, et: en ire Ia 1 tion avec la largeur de l'interstice '16 Ce passage 46 communique av'c la chambre d'accumulation-tampon haute pression 40 par l'intermédiaire d'un canal 47 disposé en regard de lui. Le mode de fonctionnement (le la valve de refoule- ment 13 coopérant avec le contre-appui 30 est le suivant. On suppose que la valve de refoulenment 13 se trouve initialement dans sa position de fermeture et que la chambre d'amortissement 37 est remplie dea et If-, c nal 47 Dans tous les cas, il pént' tre dlans la chambelii ci' necumulation-tanmpon haute pression h O, ccn vue ci'nsîî 'I';iznort isseuiin tt souhai té (le la va-lvi (le tel oui emexiitii 13 e t île fairle entrer c et te v'alve en con tac t dloîîceenîci, avec ile tcuict Y#4 q iii est si tué (lu cô t î du coi Lre-appui Le car ai, -nt 'é le alors, cri suivan t l e r tral et qui es t dantnntuleacii 1 tc L de la valve (je refoul ement f, à parti dî' cl'Ia nla'l -'tc e'ulonr de la pompe c't on pazss;"nt Pal i;ssg'i a netr ir 2 T, la chambre collectrice de carburant 31 et les canaux 41, vers la chambre d'accumulation-tampon haute pression;o o les pointes de pression excessives sont; l;t 6 nuées, puis il parvient, à travers le passage d'étranglement 42 et le conduit 143, dans l'accumulateur haute pression 144. A la fin de la course de refoulement et pendant la course suivante d'aspiration du piston de pompe 8, la valve de refoulement 13 est ramenfe à sa position de fermeture par le ressort 29, puisque la pression de ce dernier s'exerce dans le sens de sa fermeture La force de poussée du ressort 29 est choisie, en fonction de l'effet d'amortissement qui s'exerce dans le sens de l'ouverture sur le carburant se trouvant dans la chambre d'amortissement 37, à une valeur juste suffisante pour assurer un retour de la valve de refou- lement 13 à sa position de fermeture lors de la diminution de la pression dans la chambre de refoulement 9 de la pompe. On fait ainsi en sorte que la valve de refoulement 13 vienne buter de manière relativement douce par son cône de fermeture contre le siège 28 La force de poussée proprement dite, agissant dans le sens de la fermeture, entre en action de manière retardée, après la fermeture de la valve de refoule- ment 13, sous l'action du carburant qui pénètre de l'exté- rieur sous une pression élevée, mais qui est cependant étranglé par l'interstice 36 ou le passage d'étranglement 46 dans la chambre d'amortissement 37. On est ainsi assuré d'obtenir avec des moyens simples une longue durée de fonctionnement de la valve de refoulement, même lorsque la pression du carburant est extrê- mement élevée, et, en outre, on élimine pratiquement tout risque de rupture de cette valve de refoulement. Par ailleurs, grâce à l'incorporation d'une chambre d'accumulation-tampon haute pression comportant une sortie étranglée, on assure d'une part une atténuation efficace des pointes de pression dans le carburant refoulé, et, d'autre part, on peut utiliser un conduit do carburant qui peut être défini en fonction du seul niveau prédéterminé de la pression dans l'accumulateur haute pression. {RE Vi:NI)ICATIONS - 1 Pompe à carburant, à l'aide de laquelle du carbu- rant peut être refoule dans l'accumuilateur haute pression d'un moteur à combustion interne Ion vul de l'alimentation d'injecteurs, du genre comprenant un carter, ainsi qu'un cylindre qui entoure un piston et iune chambre die pompage, et auquel est relié un support de valve mtuni d'une valve de refoulement, valve qui est placée sur le trajet d'écoulement du carburant, qui comporte une tige cylindrique de guidage pourvue d'au moins un passage extérieur pour le carburant, d'un trou borgne ouvert vers l'arrière, ainsi que d'un cône de fermeture vers l'avant, et qui est guidée dans un trou du support de valve, trou dont la zone de transition avec un passage d'alimentation de plus faible diamètre partant de la chambre de refoulement de la pompe est agencée sous la forme d'un siège conique contre lequel la valve de refoule- ment est appliquée par un ressort de compression agissant dans le sens de sa fermeture et guidé dans ledit trou borgne en s'appuyant à une extrémité sur le fond de ce trou borgne et à l'autre extrémité sur un contre-appui qui est entouré par une chambre collectrice de carburant: de laquelle part au moins un canal de sortie dlu carburant, pompe caractérisée en ce que le contre-appui ( 30) s'applique contre la surface de fond ( 32) d'une partie ( 3; 4, 5) d(tlu carter de la pompe qui est reliée au support de valve ( 12) et qui délimite avec celui-ci la chambre collectrice de carburant ( 31), tout en pouvant se déplacer radialement par rapport à ladite partie du carter; en ce que la partie précitée du carter de la pompe ( 3; 4, 5) comporte une chambre d'accumulation-tampon haute pression ( 40) qui fait partie intégrante de la pompe à carburant ( 1); en ce que cette chambre d'accumulation- tampon haute pression ( 4 o) est reliée, par son entrée, à la chambre collectrice (de carburant ( 31) par l'intermédiaire de plusieurs canauax de passage ('i 1) dérivant dle ladite chambre à l'ext;érietur du contreapptui ( 30), eti, par sa sortie, par 1 l l'intermédiaire d'un passage d'étrang'lement, à un conduit de carburant ( 1-3) aboutissant à l'accumulateur haute pres- sion ( 440); et en ce que Le contre-appui ( 30) est agencé sous la forme d'un organe d'amortissement, qui comporte un fond intérieur ( 33) destiné à soutenir le ressort de compression ( 20) et un fond extérieur ( 3 'O) servant à limit( la course de la valve de refoulement ( 13), et qui coiffe l'extrémité arrière de cet te valve, à ta façon d'un chapeat par un collet annulaire extérieur ( 35) de manière à créer un petit interstice ( 36) de largeur déterminée à travers lequel le carburant peut pénétrer avec étranglement dans ur chambre d'amortissement ( 37) délimitée spatialement par le trou borgne ( 24) de la valve de refoulement ( 13) ainsi que par le fond ( 33) du contre-appui ( 30), et peut sortir de cette chambre, également avec étranglement et avec l'amorti sement souhaité, à chaque course d'ouverture de la valve de refoulement ( 13). 2 Pompe à carburant selon la revendication 1, carae térisée en ce que le fond intérieur ( 33) contre lequel s'appuie le ressort de compression ( 29) est ménagé sur une saillie axiale ( 38) du contre-appui ( 30), ladite saillie présentant, un dianmètre inférieur à celui du trou borgne ( 24 de la valve de refoulement ( 13) et pénétrant dans ce trou borgne. 3 Pompe à carburant selon la revendication 1, carac térisée en ce que des rainures transversales ( 39) sont menagÄ,es i l'exl remit( de la valve de refoulement: ( 13) qui est située du côté du contre-appui. I Pompe à carburant selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisée en ce que le contre-appu. ( 30) comport e un passage cen(tral contiinu d'étranglement ( 46, dont le diamètre est fonction de la largeur dudit interstic( ( 36) et-qui coopère avec ce dernier pour assurer avec (tra- glement le remplissage en carburant et l'évacuation de la chambre d'amortissement ( 37), ledi t, passage étant en outre en communication avec la chamibre ld'accumulation-t ampon hante pression ('Io). 1 I Pompe à carburant selon I ' une quelconque des revendications I à l I, caractérisée e( ce que la partie ( 3) du carter de la punipe renfermant la chambre d'accumulation- tampon haute pression ('4 O) est centrée û l'aide d'un collet de guidage ( 19) faisant saillie axialement (tans la partie ( 2) du carter de la pompe qui reçoit aussi bien le support de valve ( 12) que le; cylindre do peomlpe ( 6), et est fixée à l'aide de goujons su J cette partie en bloquant simultanément en position le cylindre de pompe (,) et le support de valve ( 12).