Brevet FR2507681A1 — publié le 19821217

Perfectionnement des pompes d'injection Pour moteurs à combustion interne à fonctionnement modulaire. On sait que le rendement d'un moteur à combustion interne dépend de façon déterminante de la puissance requise. Il existe en effet une valeur optimale de rendement qui décroît très sensiblement quand la puissance fournie s'écarte de celle à laquelle la consommation spécifique est minimale. Pour éviter cet inconvénient, il serait opportun, dans les moteurs pluricylindriques et pour de basses puis- sances fournies, d'obtenir un fonctionnement du moteur en n'alimentant qu'une partie des cylindres, de façon que la puissance requise soit répartie sur les seuls cylindres actifs en maintenant ainsi sur chacun des cylindres une charge correspondant à une consommation spécifique plus réduite. Cet aménagement devient d'autant plus utile que les cylindres du moteur sont plus nombreux, car on peut réduire le nombre des cylindres actifs proportionnellement à la variation de la puissance fournie par le moteur. La technique déjà connue propose diverses solutions à ce problème mais aucune d'elles ne peut être considérée comme fonctionnellement ou économiquement satisfaisantes. Certaines versions (DE-PS 3041-42, DE OS 2 001 217 et GB 1 352 148 prévoient en effet l'emploi de moyens valvu- laires cylindriques qui, afin de garantir une parfaite étanchéité lorsqu'ils sont soumis à des pressions de centaines de bars, présentes dans les appareils d'injection, doivent prévoir des jeux extrêmement réduits diamétralement (de l'ordre de 2 à 3 microns) et sont donc de fabrication coûteuse En outre, ces moyens valvulaires cylindriques nepermettent pas la réparation automatique des usures qui se produisent sur les surfaces de jointures. D'autres solutions connues (GB 1352 148, figures 1, 2,3,4 et GB 2-038 934 A) utilisent des mécanismes compli- qués pour faire varier la longueur d'accouplement entre deux portions de la tige de commande reliées aux différents éléments de pompage de l'appareil d'injection L'accouple- ment mobile par glissement, des deux portions de la tige de commande est réalisé à l'aide de systèmes télescopiques. En variant la longueur de cet accouplement, on réalise l'exclusion fonctionnelle des cylindres du moteur alimentés par les éléments de pompage reliés à l'une des portions de la tige sans influencer les autres cylindres Cependant, ces solutions, outre qu'elles sont mécaniquement compliquées, ne sont applicables qu'aux appareils d'injection du type appelé "en ligne" et ne permettent pas, en outre, de choisir en cours de fonctionnement le nombre de cylindres à exclure en fonction des conditions de travail du moteur. D'autres solutions connues (GB 2 038 934 et AT 111 446) prévoient l'emploi de soupapes à cône (ou en forme de champignon), à actionnement mécanique ou électrique, placées en dérivation sur le conduit à haute pression de la pompe d'injection Ces soupapes tendent, à l'usage, à perdre leur étanchéité et peuvent donc occasionner des baisses de débit dans l'élément correspondant Il est en outre néces- saire de prévoir autant d'unités valvulaires qu'il y a de cylindres à décharger. Il reste enfin à noter combien sont nombreux parmi les dispositifs d'exclusion précités, ceux qui se présen- tent sous la forme de groupes séparés de l'ensemble d'in- jection Cela facilite le choix d'application mais alour- dit notablement la structure de construction dans son ensemble. La présente invention a donc pour but de réaliser un système simple et convenable pour décharger un ou plusieurs éléments d'une pompe d'injection, qu'elle soit du type en ligne ou à distributeur, afin d'obtenir l'ex- clusion fonctionnelle du cylindre correspondant du moteur. 3 2507681 Par rapport aux systèmes connus, l'invention présente les avantages suivants: a) Joint plat, d'o facilité de réalisation à coût réduit. b) contact assuré par des moyens élastiques ou hydrau- liques, d'o rattrappage automatique de toute usure. c) possibilité de choisir, en cours de fonctionnement, le nombre d'éléments de pompage à décharger en fonction- des conditions de travail du moteur. d) dispositif d'exclusion inséré à l'intérieur même de la pompe d'injection. e) absence de mécanismes de commande compliqués. f) élément d'étanchéité unique, indépendamment du nombre des éléments de pompage à décharger. g) application à tout type de pompe à injection. Les objectifs précités sont atteints, suivant la présente invention, en réalisant une pompe d'injection comprenant une unité pompante à laquelle sont associés plusieurs conduits d'envoi dont chacun aboutit à un injec- teur qui alimente en combustible un cylindre de moteur pluricylindrique Cette pompe est caractérisée par le fait qu'à un ou plusieurs des conduits précités est associé un moyen valvulaire mobile à joint plat doté d'une ou plusieurs ouvertures et de moyens de poussée élastiques ou hydrauliques capables de garantir un contact continu avec une surface coopérante, également plane, sur laquelle ce moyen valvulaire se déplace et dans laquelle débouchent un ou plusieurs passages reliés auxdits conduits-d'envoi, le moyen valvulaire mobile étant de nature à prendre plusieurs positions pour obturer ou, alternativement, pour décharger un ou plusieurs passages, et donnant, à chacune de ces positions, sur un nombre différent de conduits mis en décharge pour annuler le débit envoyé à l'injecteur cor- respondant. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de formes données comme exemples de réalisation pratique, illustrées par les dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une représentation schématique d'une pompe d'injection conforme à l'invention. Les figures 2 et 3 représentent des détails de la pompe de la figure 1. Les figures 4 et 5 sont des vues analogues à la fig l concernant des pompes d'injection de type différent. Les figures 6 et 7 sont des vues de détail de la pompe de la figure 5. En se référant à la figure 1, une pompe d'injection désignée dans son ensemble par 10, comprend un corps 11 dans lequel se meut un piston 12 doté d'un mouvement alter- natif et rotatif Le mouvement alternatif du piston effec- tue un pompage dans la chambre 13, en amenant le combustible dans un conduit 14 qui débouche radialement sur le piston en correspondance avec un conduit d'alimentation 15 qui alimente un injecteur 16 Sont disposés radialement au piston autant de conduits 15 qu'il y a de cylindres dans le moteur et le combustible est amené sélectivement dans chacun de ces cylindres par la rotation du piston qui agit donc, de cette manière, également comme distributeur. Cette pompe d'injection est en soi bien connue des techniciens et elle a donc été simplement signalée afin d'en déterminer le type. Ce qui est caractéristique, suivant l'invention, c'est que d'un ou plusieurs conduits d'alimentation 15 est dérivé un passage 17 qui débouche sur une face plane 18 du corps de pompe 11 sur laquelle prend appui par pression un anneau 19 d'interception des passages 17, poussée par des ressorts 23 ou par des moyens hydrauliques. 2507681 La figure 2 montre mieux, vue de côté, la fonction de l'anneau dans le cas d'une pompe d'injection à quatre amenées: dans l'anneau 19 sont pratiqués deux trous 20 disposés de manière à être diamétralement opposés pour pouvoir se superposer aux deux passages 17, prolongements de deux conduits 15, eux aussi diamétralement opposés. La figure montre l'anneau dans une position telle qu'il forme les passages 17, de sorte que la pompe fonctionne normalement. Si, par une commande 21, on fait tourner l'anneau 19 d'un angle fi dans le sens des aiguilles d'une montre, les deux trous 20 se superposent au couple de passages 17 et les deux conduits 15 correspondants sont mis en permanence en position de décharge, de sorte que l'apport aux deux injecteurs correspondants 16 est nul Dans ces conditions, le moteur à quatre cylindres auquel est associée la pompe, ne travaille donc qu'à deux cylindres, de sorte que la puissance à laquelle est atteint le meilleur rendement de la combustion et partant la consommation spécifique mini- male, est réduite de moitié par rapport à la puissance nominale du moteur. La figure 3 montre, d'une manière analogue à la fig 2, ce que peut être une régulation dans le cas d'une pompe d'injection à huit alimentations, par conséquent, destinée à être associée à un moteur à huit cylindres. L'anneau 19 est montré dans la position o il obture tous les passages 17 qui sont, dans ce cas, au nombre de quatre, et décalés entre eux de 90 . La figure montre dans l'anneau deux trous 20 diamé- tralement opposés et décalés d'un angle'" 1 par rapport à deux des passages 17, et quatre autres trous 22 décalés d'un anglect 1 + /f par rapport aux quatre passages 17, Ainsi en tournant l'anneau d'un anglec 6 2507681 l'anneau d'un autre angle?, on rend inactifs quatre cylin- dres et le moteur fonctionnera alors à une puissance réduite de moitié. Les principes de l'invention trouvent aussi applica- tion dans des types de pompes, connues en elles-mêmes, différents de celui à piston distributeur illustré par la figure 1. Par exemûple, sur la figure 4, est représenté un autre type connu de pompe d'injection 30 dotée de pistons radiaux mus par des billes 39 qui roulent sur une piste à came 32 -pour pomper le combustible dans une chambre 33 réalisée dans le rotor 34 qui, par sa portion 35, agit comme distri- buteur en amenant le conduit 36 en face de plusieurs con- duits d'alimentation 37 ménagés dans le corps 40, chacun aboutissant à un injecteur 38. Un ou plusieurs conduits d'alimentation 37 sont dotés de passages désignés par 17 et tout à fait analogues fonctionnellement aux passages 17 de la pompe 10 de la figure 1; ces passages coopèrent avec un anneau 19 du type décrit plus haut et mieux illustré à titre d'exemple sur les figures 2 et 3. Sont aussi en usage des pompes d'injection qui n'uti- lisent pas une unité de pompage et un distributeur aux différents injecteurs associés aux cylindres du moteur, mais au contraire une unité de pompage pour chaque injecteur. Les principes de la présente invention sont également appli- cables à ces pompes. La figure 5 montre une section d'une unité de pompage d'une pompe d'injection à plusieurs cylindres indiquée dans son ensemble par la référence 50. Ce type de pompe, comme les techniciens le savent, comprend en général plusieurs pistons 51 à mouvement alter- natif qui peuvent doser leur débit volumétrique en tournant sur eux-mêmes pour faire varier les phases d'ouverture des trous 52 qui sont ménagés radialement au cylindre 53 pour l'aspiration et pour la décharge. L'alimentation se produit à travers un conduit 54 qui relie la chambre de pompage 55 à l'injecteur 56. Suivant l'invention, on fait dériver de la chambre 55 d'une ou plusieurs unités de pompage, un conduit 57 qui peut être mis sélectivement en décharge par un boîtier distribu- teur 58, poussé par des ressorts 59 ou par des moyens hydrau- liques, et dans lequel sont ménagés un ou plusieurs passages qui peuvent mettre en décharge les'conduits 57 avec les- quels ils communiquent. En pratique, le boîtier 58 peut être considéré simple- ment comme un développement rectiligne de l'anneau 19 illus- tré sur les figures 1 à 4. La figure 6 montre une vue en coupe schématique d'un boîtier unitaire 58 dans la position de fermeture o la pompe opère notmalement. Il est évident qu'une course du boîtier vers la gauche met le conduit 60 en communication avec l'unité correspon- dante, laquelle est mise en décharge permanente, en inter- rompant donc l'alimentation à l'injecteur correspondant. Sur la figure 7, le bottier apparaît avec une struc- ture analogue à celle de l'anneau 19 montré sur la figure 3. En effet, outre une série de trous 60, dont un est représenté sur la figure, une seconde série de trous 61 est réalisée: une première course du boîtier met donc un ou plusieurs trous 60 en face de passages 57 Une course sui- vante met au contraire en communication avec des passages 57, un nombre différent de trous 61, rendant ainsi inactifs un nombre différent d'unités de pompage et donc de cylin- dres du moteur alimenté par la pompe d'injection. Les réalisations décrites plus haut et illustrées schématiquement sur les dessins à titre d'exemples peuvent naturellement faire l'objet de nombreuses variantes même en ce qui touche la structure de la pompe pour laquelle l'invention est adoptée. 8 2507681 Est également variable la combinaison des conduits qui sont mis en décharge, en fonction du nombre de cylindres du moteur auquel la pompe est associée. Ainsi pour un moteur à huit cylindres on pourra prévoir l'interruption du débit respectivement sur deux ou quatre cylindres pour fonctionner au nombre de six ou quatre Un moteur à cinq cylindres fonctionnera à trois et puis éventuellement à deux cylindres. Un moteur à quatre cylindres fonctionnera à deux, ou également à trois et puis à deux cylindres. 9 2507681 REVENDICATIONS 1 Pompe d'injection pour moteur à combustion interne comprenant une unité de pompage à laquelle sont associés plu- sieurs conduits d'alimentation dont chacun aboutit à un injecteur qui alimente en combustible un cylindre de moteur pluricylindrique, caractérisé en ce qu'à un ou plusieurs de ces conduits est associé un moyen valvulaire à joint plat doté d'une ou plusieurs ouvertures et de moyens di poussée élastiques ou hydrauliques de nature à en garantir la continuité de contact avec une surface coopérante éga- lement plane sur laquelle ce moyen valvulaire se meut et dans laquelle débouchent un ou plusieurs passages communi- quant avec lesdits conduits d'alimentation, ce moyen valvu- laire mobile étant apte à prendre plusieurs positions pour obturer ou, alternativement, pour mettre en décharge ces passages ou l'un d'eux, et un nombre différent de conduits, puis en décharge pour annuler le débit envoyé à l'injecteur concerné correspondant à chacune de ces positions du moyen valvulaire. 2 Pompe d'injection suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est du type dans lequel une unité de pompage est reliée à travers un distributeur à plusieurs conduits d'alimentation qui alimentent des injec- teurs respectifs, des passages étant dérivés d'un ou plusieurs de ces conduits et s'ouvrant sur une surface plane en correspondance avec une zone circulaire sur laquel- le tourne un élément annulaire dans lequel sont ménagés un ou plusieurs trous qui se placent sélectivement en cor- respondance avec ce ou ces passages pour les mettre en décharge. 3 Pompe d'injection suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est du type dans lequel une unité de pompage et de distribution est reliée à plusieurs conduits d'alimentation qui alimentent des injecteurs respectifs, des passages étant dérivés d'un ou plusieurs de ces conduits et s'ouvrant sur une surface plane en cor- respondance avec une zone circulaire sur laquelle roule un élément annulaire dans lequel sont ménagés un ou plusieurs trous qui se placent sélectivement en correspondance avec un ou plusieurs de ces passages pour les mettre en décharge. 4 Pompe d'injection suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est du type comprenant plusieurs unités de pompage dont chacune alimente un injecteur respec- tif, la chambre de pompage d'une ou plusieurs de ces unités étant dotée d'un passage dérivé, ce passage ou plusieurs de ces passages débouchant en correspondance d'un élément mobile à surface plane dans lequel sont ménagés un ou plusieurs trous qui peuvent se placer sélectivement de manière à coinci- der-avec les débouchés d'un ou plusieurs passages pour les mettre en décharge.