Brevet FR2504599A1 — publié le 19821029

La présente invention concerne un dispositif comprenant une unité de pompes à combustible pour alimenter en combusti- ble un moteur à allumage par compression, comportant un corps et une pompe d'injection montée à l'intérieur du corps, ce corps comportant une cavité, un arbre d'entraînement s'éten- dant dans la cavité et des moyens couplant cet arbre à une partie tournante de la pompe d'injection, une pompe d'ali- mentation basse pression ayant une arrivée de combustible pour alimenter en combustible à basse pression la pompe à injection et un clapet de surpression pour régler la pression de refoulement de la pompe d'alimentation. Les moteurs auxquels un tel dispositif fournit le com- bustible sont maintenant utilisés pour propulser des automo- biles, tandis que dans le passé ils étaient utilisés princi- palement pour des véhicules commerciaux Dans le but de ré- duire le coût du moteur et de son équipement, la pompe basse pression précitée est utilisée pour aspirer le combustible dans le réservoir à combustible du véhicule tandis que, dans le passé, il était courant de prévoir une pompe aspirante à diaphragme, actionnée par le moteur pour amener le combusti- ble à l'admission de la pompe basse pression La pompe aspi- rante est souvent équipée d'un levier d'amorçage à main de telle sorte que, dans le cas o de l'air pénètre dans le sys- tème comme par exemple si le réservoir devient vide, il est relativement aisé de s'assurer qu'il y a du combustible à l'arrivée du combustible à la pompe basse pression avant d'essayer de remettre en marche le moteur Même s'il n'y a pas un tel levier d'amorçage, le volume élevé de refoulement de la pompe à diaphragme assure que du combustible arrive à l'admission de combustible relativement vite lorsqu'on fait tourner le moteur pour le lancer. Le volume de refoulement de la pompe d'alimentation basse pression, bien qu'étant plus élevé que celui de la pompe d'injection, n'est pas suffisamment élevé pour assurer que du combustible est aspiré rapidement du réservoir lors- qu'on tourne le moteur Il n'est pas pratique d'augmenter la dimension de la pompe basse pression, car ceci entraîne une augmentation de la dimension totale du dispositif et par ailleurs, la perte de puissance serait accrue Il en résulte que lorsqu'on tourne le moteur pour amorcer le système, le moteur de démarrage est soumis à un effort excessif ainsi que la batterie d'accumulateurs Le but de l'invention est de pro- curer un dispositif du type considéré sous une forme amélio- rée. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type considéré, caractérisé par le fait que l'admission de combus- tible de la pompe basse pression est raccordée à la cavité par l'intermédiaire d'un circuit qui comporte un passage formé dans l'arbre d'entraînement ou toute autre partie tour- nante du dispositif, et le dispositif comporte une ouverture de raccordement à l'admission de combustible dans la cavité pour un raccordement, en fonctionnement, à un réservoir de combustible, la disposition étant telle que l'air pénétrant dans la cavité est aspiré par action tourbillonnaire jusqu'à l'entrée du passage, l'air étant aspiré dans la pompe d'ali- mentation basse pression pour empêcher la circulation du combustible jusqu'à la pompe d'injection. Un exemple de l'unité de pompes à combustible selon l'invention va maintenant être décrit en se reportant au des- sin joint sur lequel: la figure 1 est une vue schématique du dispositif: et la figure 2 est une vue en coupe d'une partie du dis- positif de la figure 1. En se reportant au dessin, le dispositif comporte un corps 10 comprenant une cavité 11 Un arbre d'entraînement 12 s'étend dans la cavité depuis une extrémité du corps et>en fonctionnement, cet arbre 12 est raccordé à une partie tour- nante du moteur de façon à être entraîné par lui. L'arbre d'entraînement se termine par une tête 13 si- tuée dans la cavité et la tête s'étend pour entourer une par- tie d'un distributeur 14 qui tourne à l'intérieur du corps. Une paire de deux fentes 15 sont formées dans la tête et le distributeur est entraîné en synchronisme avec l'arbre d'en- trainement au moyen de deux plaques 16 fixées sur le distri- buteur et ayant des portions s'étendant dans les fentes 15. Deux suiveurs de came 17 coulissent également dans les fentes et leurs extrémités extérieures sont en contact avec la sur- face périphérique interne d'un anneau came 18 (dont une par- tie est représentée en élévation de bout) L'anneau came 18 peut être déplacé angulairement autour de l'axe de rotation du distributeur par un piston 19 contenu à l'intérieur d'un cylindre auquel peut être amené un liquide à une pression va- riable Le piston 19 déplace l'anneau came contre l'action du ressort 20. Les extrémités intérieures des suiveurs de came 17 sont en prise avec deux plongeurs 21 qui sont montés à coulisse- ment dans un alésage transversal dans le distributeur 14 Un passage longitudinal communique avec cet alésage et il peut être raccordé tour à tour à des orifices de sortie 22 qui, en fonctionnement, sont reliés aux injecteurs 23 du moteur associé Le passage peut également être amené en correspon- dance avec une arrivée 24 qui est raccordée à une source de combustible sous pression, qui sera décrite plus loin Le raccordement du passage aux orifices de sortie et à l'orifice d'entrée est commandé par un répartiteur repéré dans son en- semble en 25 et bien connu dans la technique des pompes. La quantité de combustible fournie au moteur est réglée dans l'exemple particulier, en réglant la valeur du déplace- ment vers l'extérieur des plongeurs 21, ceci étant réalisé en faisant varier la position axiale du distributeur 14 Les suiveurs de came 17 ont des surfaces agencées pour coopérer avec une surface complémentaire formée sur la surface péri- phérique interne de la tête 13, grâce à quoi la modification de la position axiale du distributeur fait varier la valeur du déplacement autorisé vers l'extérieur des plongeurs Le distributeur est rappelé dans une direction par un ressort 26 et dans la direction opposée par un fluide sous pression qui est amené à une chambre 27 Une description plus détaillé de cette forme d'unité de pompes se trouve dans le brevet bri tannique 2 037 365 A On notera que le répartiteur est égale- ment représenté en élévation de bout. Le combustible est amené à l'arrivée 24 par lintermé diaire d'une soupape à commande électromagnétique 28 Une autre soupape 29 sert à régler la pression à l intérieur du cylindre 27 et une autre soupape 30 sert à régler la pression dans le cylindre qui contient le piston 19 Le dispositif com- porte également deux transducteurs pour procurer des signaux indiquant la position axiale du distributeur 14 et également celle du piston 19 et un transducteur additionnel détecte des repères sur la périphérie de la tête 13 Les signaux en pro- venance des transducteurs sont amenés à un circuit de comman- de électronique qui commande le fonctionnement des soupapes 28, 29 et 30 Le combustible est amené aux soupapes par l'in-. termédiaire d'un passage 31 et il est fourni par une pompe d'alimentation basse pression repérée dans son ensemble en 32 La pompe d'alimentation comporte un rotor 33 porté par l'arbre d'entraînement 12 et sur lequel sont montées des pa- lettes 34 qui coopèrent avec une surface interne excentrée sur une portion de stator 35 de la pompe La pompe comporte également un segment d'admission 36 et un segment de refoule- ment 37 On notera que, sur le dessin, les parties de la pompe basse pression sont représentées en élévation latérale. Le segment de refoulement 37 est raccordé par un passa- ge 38 à une chambre 39 ménagée dans le corps Une sortie étranglée 40 part de l'extrémité supérieure de la chambre 39 et est raccordée à un réservoir d'alimentation en combustible 41 mis à l'air libre Le passage 31 part d'une portion infé- rieure de la chambre 39 et l'agencement est tel que les petites bulles d'air contenues dans le combustible aspiré du réservoir et qui passe à travers la pompe basse pression sont ramenées au réservoir, la chambre 39 fonctionnant comme un séparateur d'air L'air et également l'émulsion combustible/ air peuvent aisément traverser la sortie étranglée 40, tandis que le courant de combustible ne peut le faire qu'à un débit très inférieur Le combustible sous pression est également amené par un passage 42 aux paliers de l'arbre d'entraînement 12. Le dispositif est équipé d'une arrivée de combustible liquide 43, qui, en fonctionnement, est reliée au réservoir 41, éventuellement par l'intermédiaire de filtres extérieurs non représentés L'arrivée 43 est raccordée par un passage 44 à la portion supérieure de la cavité 11. C 459 Le segment d'admission 36 de la pompe basse pression 32 est relié à la portion inférieure de la chambre 39, cette portion inférieure ayant un diamètre plus faible que la por- tion supérieure En outre; un passage 45 débouche dans la portion inférieure de la chambre en provenance de la portion supérieure de la cavité 11 et comporte un clapet anti-retour 46 disposé pour permettre au combustible de circuler de la cavité 11 vers le segment d'admission de la pompe Un raccor- dement additionnel à la cavité est procuré par un alésage axial 47 dans l'arbre d'entraînement qui débouche dans la chambre définie dans la tête 13 et qui reçoit le ressort 26. L'autre extrémité de l'alésage communique avec un volume s'étendant autour de l'arbre d'entraînement et disposé entre l'extrémité du palier et un joint d'huile La chambre 39 com- porte un clapet de surpression, représenté sur la figure 2, qui sert à régler la pression de refoulement de la pompe 32. On permet ainsi au combustible de passer de la portion supé- rieure à la portion inférieure de la chambre 39, de sorte qu'il est ramené au segment d'admission. En fonctionnement, la cavité 11 est normalement remplie de combustible et toutes les bulles d'air contenues dans le combustible s'accumuleront, par action tourbillonnaire due à la rotation de la tête 13, dans la chambre qui contient le ressort 26 Cet air sera aspiré à travers la pompe 32, séparé dans la chambre 39 et ramené au réservoir 41 Ces petites quantités d'air sont courantes et sont traitées de façon ap- propriée par le séparateur L'alésage 47 est restreint par comparaison au clapet 46 et de ce fait, la majorité du combus- tible arrivant à la pompe basse pression passera par le passa- ge 45 Si de grandes quantités d'air sont aspirées dans la cavité, elles peuvent passer directement à travers le passage , mais en tout cas, une quantité substantielle d'air s'accu- mulera par action tourbillonnaire dans la chambre 26 et cir- culera jusqu'au segment d'admission de la pompe L'air tend à circuler le long du passage 47 de préférence à la circula- tion du combustible le long du passage 45 et de ce fait, on peut s'attendre à ce que le clapet 46 se ferme La pompe d'a- limentation reçoit alors des quantités relativement iniportan- tes d'air qui passent à travers la pompe et se rassemblent dans la chambre 39 La sortie de cette chambre est disposée de telle sorte qu'elle ne peut laisser passer de grandes quan- tités d'air et de ce fait une certaine quantité d'air circule le long du passage 31 jusqu'à la pompe haute pression cons- tituée par les plongeurs 21 Cette circulation d'air provoque un fonctionnement erratique du moteur qui envoie au conduc- teur un signal indiquant qu'il y a quelque chose de défec- tueux En supposant que le conducteur arrête le moteur, le combustible et l'air dans la cavité 11 se séparent, de sorte que l'extrémité du passage 45 est exposée à l'air dans la cavité 11 tandis que l'extrémité du passage 47 est recouverte de combustible Si alors on refait le plein du réservoir avec du combustible et qu'on met en route le moteur, la circulation du combustible à travers le passage 47 sera suffisante pour permettre au moteur de partir à faible vitesse, et le combus- tible sera aspiré dans la cavité par le passage 44 Si, pen- dant le processus d'amorçage, l'utilisateur cherche à augmen- ter la vitesse du moteur, on peut alors s'attendre à ce que le clapet 46 s'ouvre et permette à une grande quantité d'air d'arriver au segment d'admission 36 Une fois encore, le moteur fonctionnera de manière erratique procurant au con- ducteur l'indication que l'amorçage n'a pas été parfait. L'air qui est aspiré dans la cavité 11 doit circuler à tra- vers la pompe basse pression, mais ce faisant, une partie de cet air passe par la sortie 40 jusqu'au réservoir L'air dans la cavité sera ainsi ramené progressivement jusqu'au réser- voir. La figure 2 représente en détail le clapet de surpres- sion Il comporte un élément tubulaire à collerette 48, la- quelle est disposée contre un décrochement 49 ménagé dans un alésage formant la partie inférieure de la chambre 39 Un ressort 50 sert à maintenir la collerette de l'élément contre le décrochement Cette collerette comporte des orifices 51 qui communiquent avec le passage 317 en dessous de la colle- rette, l'élément 48 présente des orifices 52 qui communiquent avec le passage 45 Un autre élément à collerette 53 s'étend dans l'extrémité inférieure de l'élément tubulaire 48 et 2 Di 459 coulisse à l'intérieur, et il est rappelé vers le haut par un ressort de régulation 54 En outre, un plongeur 55 peut coulisser à l'intérieur de l'élément tubulaire 48 et peut coopérer avec l'élément 53, mais il peut être déplacé par rapport à lui par un ressort léger 56. Lorsque le dispositif est au repos, le plongeur 55, sous l'action du ressort 56, recouvre les orifices 51 et de ce fait interrompt la communication entre le passage 31 avec la portion inférieure de la chambre 39 Lorsque le moteur est tourné à des fins de démarrage, c'est seulement après qu'une pression prédéterminée, par exemple 0,35 kg/cm, ait été établie dans la chambre 39 que le plongeur 55 est déplacé contre l'action du ressort 56 pour découvrir les orifices 51 et permettre au combustible d'arriver aux diverses soupapes électromagnétiques et, de ce fait, à la pompe d'injection. L'action de régulation du clapet survient lorsque la force produite par la pression agissant sur le-plongeur 55 est suf- fisante pour surmonter la force exercée par le ressort 54. Dans ce cas, le plongeur et l'élément tubulaire 53 se dépla- cent vers le bas pour découvrir les orifices 52 et permettre ainsi au combustible de circuler de-la chambre 39 à l'admis- sion de la pompe 32. Revendications 1. Dispositif comprenant une unité de pompes à com- bustible pour alimenter en combustible un moteur à allumage par compression, comportant un corps ( 10) et une pompe d'in- jection montée à l'intérieur du corps, ce corps comportant une cavité ( 11),un arbre d'entraînement ( 12) s'étendant dans la cavité ( 11) et des moyens ( 13, 15, 16) couplant cet arbre ( 12) à une partie tournante ( 14) de la pompe d'injection, une pompe d'alimentation basse pression ( 32) ayant une arrivée de combustible ( 36) pour alimenter en combustible à basse pression la pompe à injection et un clapet de surpression ( 48) pour régler la pression de refoulement de la pompe d'a- limentation, caractérisé par le fait que l'admission de com- bustible ( 36) de la pompe basse pression ( 32) est raccordée à la cavité ( 11) par l'intermédiaire d'un circuit qui compor- te un passage ( 47) formé dans l'arbre d'entraînement ( 12) ou dans toute autre partie tournante du dispositif, et le dispo- sitif comporte une ouverture de raccordement à l'admission de combustible dans la cavité pour-un raccordement, en fonc- tionnement, à un réservoir de combustible ( 41), la disposition étant telle que l'air pénétrant dans la cavité ( 11) est aspi- ré par action tourbillonnaire jusqu'à l'entrée du passage ( 47), l'air étant aspiré dans la pompe d'alimentation basse pression ( 32) pour empêcher la circulation du combustible jusqu'à la pompe d'injection. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel un autre passage ( 45) raccorde l'arrivée de combustible ( 36) à la cavité ( 11), cet autre passage ( 45) comportant un clapet anti-retour ( 46) disposé pour permettre au combustible d'ar- river à l'arrivée de combustible ( 36), cet autre passage ( 45) s'ouvrant dans la cavité ( 11) en une position qui, en fonc- tionnement, se trouve au-dessus du point o le passage ( 47) mentionné en premier débouche dans la cavité ( 11). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel une chambre de séparation air/combustible ( 39) se trouve dans le corps ( 10), cette chambre ( 39) étant disposée de telle sorte que le combustible fourni par la pompe basse pression u 45 ( 32) circule au travers, et une sortie étranglée ( 40) de la partie supérieure de la chambre de séparation ( 39) permet à l'air retenu dans la chambre de passer à l'extérieur du dis- positif. 4 Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le passage ( 47) s'ouvre dans une chambre ( 26) formée dans l'ar- bre d'entraînement ( 12).