Brevet FR2510195A1 — publié le 19830128

Cette invention concerne un dispositif d'alimenta- tion en combustible destiné à un moteur Diesel et comportant une pompe d'injection de combustible du type à piston à mouvement alter- natif, présentant une sortie, et un injecteur possédant une entrée raccordée à cette sortie. Il a été habituel de disposer un ou plusieurs élé- ments cylindre-piston dans un corps de pompe qui est fixé au moteur à un endroit convenant à l'entraînement de la pompe d'injec- tion par le moteur, la ou les pompe(s) ou l'élément ou les éléments de pompe étant raccordé(s) à l'injecteur ou aux injecteurs par des tuyaux Afin de réduire le temps d'injection, c'est-à-dire la période, exprimée en degrés de l'angle de rotation du vilebrequin du moteur, pendant laquelle du combustible est fourni à la chambre de combustion du moteur, il a été proposé de réaliser l'injecteur d'un seul tenant avec la pompe La pompe peut être commandée dans ce cas par une came, pouvant être prévue sur l'arbre à cames du moteur, et par l'intermédiaire d'un culbuteur Dans les systèmes connus de ce type, l'axe de l'injecteur est aligné avec l'axe du piston de pompe, Le corps d'injecteur fait saillie dans la chambre de combustion du moteur et possède habituellement un épaulement par lequel il est positionné et serré contre un épaulement formé dans un alésage destiné à recevoir l'injecteur. La culasse d'un moteur et en particulier sa partie formant la paroi de la chambre de combustion présente un certain nombre de passages, tels que les passages d'admission d'air et d'échappement, des canalisations pour du liquide de refroidisse- ment et les perçages qui reçoivent les tiges des soupapes Dans le cas de grands moteurs, il est possible d'assurer un soutien adéquat dudit épaulement, de manière que les charges de serrage, de même que les charges mécaniques exercées sur la pompe par l'action de la came pendant le refoulement de combustible, puissent être absorbées Dans le cas des petits moteurs rapides, la prévision d'un soutien adéquat est un problème bien plus difficile à résoudre, surtout parce que les dimensions de l'injecteur peuvent ne pas être réduites en proportion. Le but de l'invention est d'apporter un dispositif simple et avantageux, du type défini au début, pour l'alimentation en combustible d'un moteur Diesel. Selon l'invention, un dispositif d'alimentation en combustible pour moteur Diesel, comportant une pompe dtinjection de combustible à piston alternatif, présentant une sortie, et un injecteur présentant une entrée raccordée à cette sortie, la pompe et l'injecteur ayant un corps support commun conçu pour être monté sur ou dans la culasse du moteur, est essentiellement caractérisé en ce que le corps possède une portion de support et de fixation qui est d'un seul tenant avec lui et qui porte l'injecteur, lequel, à l'état monté, s'étend à travers un alésage de la culasse dans un espace de combustion du moteur, en ce que la ligne d'action du piston est désalignée par rapport à l'axe de l'injecteur et en ce que le corps présente une surface destinée à s'appliquer au montage contre une surface complémentaire de la culasse et transmettant à celleci une partie au moins des forces auxquelles le corps est exposé pendant le fonctionnement de la pompe. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure l est une coupe transversale schématique d'une culasse de moteur possédant un dispositif connu d'alimentation en combustible; et les figures 2, 3 et 4 sont des vues semblables à celle de la figure 1 mais montrant des exemples de réalisation d'un dispositif d'alimentation en combustible selon l'invention. La figure 1 représente une partie d'un moteur 10 dont la culasse 11 est fixée de façon connue par des vis au bloc moteur 12 Ce dernier est pourvu de façon habituelle d'un ou de plusieurs cylindres 13 dans lesquels sont guidés des pistons 14. Dans cet exemple, la tête du piston présente un creux formant chambre de combustion 15. Dans la culasse sont formés deux passages, dont l'un est représenté et désigné par 16, pour amener de l'air de comkus- tion dans l'espace de combustion et pour en évacuer des gaz l:'échap- pement Ces passages débouchent dans la chambre de combustion par des orifices dans la surface inférieure de la culasse, formant la paroi supérieure de la chambre de combustion Des soupapes en cham- pignon, dont l'une seulement est représentée et désignée par 17, commandent l'écoulement des gaz à travers lesdits passages et sont ellesmêmes commandées par des cames formées sur un arbre à cames 18 supporté par la culasse. Le dispositif d'alimentation en combustible comporte une pompe d'alimentation combinée avec un injecteur, la partie pompe étant désignée par 19 et l'injecteur par 20 Ce dernier pos- sède un nez qui s'étend b travers la face inférieure de la culasse et dans lequel est formé, de façon connue, un ou plusieurs orifices de sortie, à travers lesquels du combustible est injecté dans la chambre de combustion. La partie pompe 19 comporte un corps, auquel est fixé l'injecteur 20, et elle comporte également un piston 20 A, dont une portion fait saillie du corps pour venir en contact avec un culbuteur 21 commandé par une came sur l'arbre à camesl 8 L'axe de mouvement du piston 20 A est aligné avec l'axe de l'injecteur Ce dernier est de forme étagée et l'alésage de la culasse que l'injec- teur traverse possède une forme complémentaire, de sorte que, par des éléments de serrage non représentés, un joint étanche au gaz peut être établi entre l'épaulement de l'alésage et l'épaulement du corps d'injecteur L'épaulement de l'alésage doit être capable de résister aux efforts de serrage et aussi à la poussée axiale qui est exercée sur le piston pendant le refoulement de combustible. En plus des passages 16, la culasse présente des canalisations pour un fluide de refroidissement On notera en outre que l'injecteur est placé à peu près au milieu entre les soupapes, si bien que cette zone de la culasse est relativement faible Dans les grands moteurs, il est possible de soutenir l'épaulement de l'alésage suffisamment pour qu'il puisse résister aux efforts de serrage et à la poussée axiale exercée sur le piston Par contre, dans les petits moteurs, le soutien de cet épaulement est un problème bien plus épineux à résoudre; la solution de ce problème est le but de l'invention. Un premier exemple de réalisation de l'invention est représenté sur la figure 2, utilisant dans la mesure du possible les mêmes références Ici, le corps de pompe 19 présente une protu- bérance latérale 22 sur laquelle est monté l'injecteur 20 L'axe du piston 20 A et l'injecteur 20 forment maintenant un angle entre eux; le corps de pompe présente en outre une surface 23 appliquée contre une surface complémentaire 24 formée sur la culasse à un endroit éloigné des passages 16 La surface 24 encaisse la poussée exercée sur le piston 20 A par la came et elle est également soumise à un effort de serrage, mais qui est de grandeur moindre du fait que le joint entre l'injecteur 20 et l'alésage dans lequel il est monté est d'un autre type A la place d'un joint comprimé, ce dispo- sitif utilise un joint d'étanchéité annulaire disposé dans une gorge du corps d'injecteur et venant en contact avec la paroi de l'alésage dans lequel est monté l'injecteur de manière à former un joint étanche au gaz. On notera également que cette construction permet d'éliminer le culbuteur 21 mais cela provient uniquement du fait que, dans cet exemple particulier, l'axe de mouvement du piston 20 A coupe l'axe de rotation de la came En d'autres modes de réalisation, l'angle entre l'axe du piston et l'axe de l'injecteur peut être plus petit, l'axe du piston étant orienté verticalement par exemple Dans ce cas, il serait nécessaire de prévoir un culbuteur 21 ou un arbre à excentrique ou à came séparé. Dans l'exemple de la figure 3, la culasse Il possède un alésage étagé 25 qui, à l'état monté, débouche dans la chambre de combustion du moteur La culasse présente une surface de montage 26 contre laquelle est appliquée une surface complémentaire prévue sur un corps de pompe 27 Ce dernier présente une protubérance 28 sur laquelle un injecteur 29 est fixé par un écrou à chapeau conven- tionnel 30. Le corps 27 avec sa protubérance et l'écrou à chapeau sont dimensionnés de manière qu'un faible intervalle subsiste entre l'écrou 30 et l'épaulement de l'alésage 25 pour la réception d'un joint, pouvant Etre constitué par une rondelle de type ondulé L'axe de l'injecteur est perpendiculaire à la surface prévue sur le corps 27 et complémentaire à la surface 26 Dans le corps 27 est montée également une pompe, désignée dans son ensemble par 31, qui e Bt également du type à piston à mouvement alternatif Cette pompe possède un galet 32 par l'intermédiaire duquel elle est commandée par une came prévue sur un arbre à came(s) non représenté mais dont l'axe de rotation est désigné par 33 L'axe de la pompe est décalé par rapport à l'axe de l'injecteur et des vis sont prévues pour la fixation du corps 27 sur la culasse Il La surface d'appui 26 est éloignée de l'épaulement dans l'alésage 25 et peut être rendue suffisamment résistante pour pouvoir supporter la force de pompage. Cependant, comme la ligne d'action de la came fait un angle avec la surface 26, une composante de force agit parallèlement A cette surface et, pour encaisser cette composante, un goujon 34 est fixé dans le corps 27 et s'ajuste à l'assemblage dans un trou complémentaire de la culasse Le goujon et ce trou possèdent des surfaces cylindriques complémentaires pour encaisser et transmettre à la culasse la composante de force mentionnée plus haut Il est avantageux que le goujon 34 soit creux et que son axe soit perpen- diculaire à la surface 26 et parallèle à l'axe de l'injecteur 29. Il est en outre avantageux de réaliser une portion de la culasse à la façon d'une entretoise ou jambe de force 35 qui est à peu près alignée sur l'axe de la pompe 31 De cette manière, les forces produites par l'action de la came sont appliquées à la culasse à un endroit éloigné du cylindre. L'exemple de la figure 3 comporte une soupape doseuse 36 pour régler la quantité de combustible injecté par la pompe dans le moteur Il est avantageux dans un tel mode de réali- sation d'utiliser un perçage 36 A dans l'entretoise 35 comme un canal de combustible combiné avec la soupape 36 et dutiliser le goujon creux 34 dans le même but. La figure 4 montre de façon plus détaillée les diffé- rents canaux ménagés dans le corps 27 pour le combustible mais elle montre également une variante de réalisation par rapport à l'exemple de la figure 3 Dans la variante de la figure 4, le goujon 34 est remplacé par un prolongement cylindrique 37 formé sur le corps 27 et s'ajustant dans une cavité complémentaire 38 de la culasse; le prolongement 37 et la cavité 38 possèdent des surfaces cylindriques qui encaissent les forces produites par l'action de pompage La culasse possède de nouveau une portion formant entretoise 35, laquelle supporte la partie de paroi de la cavité 38 qui, pendant la marche du moteur, soutient le prolon- gement 37 contre les charges latérales résultant de l'action de la came sur le galet de pompe La figure 4 montre également la disposition d'un joint d'étanchéité annulaire 39 entre l'écrou à chapeau et l'alésage 35 dans lequel il est situé Il ressort du dessin que l'espace entre le prolongement 37 et le joint 39 reçoit du combustible pour le remplissage du cylindre de pompe à travers des orifices 40 Des joints d'étanchéité supplémentaires sont pré- vus entre la surface 26 et le corps 27. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Dispositif d'alimentation en combustible pour moteur Diesel, comportant une pompe d'injection de combustible à piston alternatif, présentant une sortie, et un injecteur présen- tant une entrée raccordée à cette sortie, la pompe et l'injecteur ayant un corps support commun conçu pour être monté sur ou dans la culasse du moteur> caractérisé en ce que le corps ( 19; 27) possède une portion de support et de fixation ( 22; 28) qui est d'un seul tenant avec lui et qui porte l'injecteur( 20; 29), lequel, à l'état monté, s'étend à travers l'alésage ( 25) de la culasse ( 11) dans un espace de combustion du moteur, en ce que la ligne d'action du piston ( 20 A) de la pompe est désalignée par rapport à l'axe de l'injecteur ( 20; 29) et en ce que le corps ( 19; 27) présente une surface destinée à s'appliquer au montage contre une surface complé- mentaire de la culasse et à transmettre à celle-ci une partie au moins des forces auxquelles le corps est exposé pendant le fonc- tionnement de la pompe. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface sur le corps ( 19; 27) est disposée sensiblement à angle droit par rapport à la ligne d'action du plongeur ( 20 A). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour serrer le corps ( 19; 27) contre ladite surface de la culasse. 4 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps ( 19; 27) définit une autre surface qui est sen- siblement perpendiculaire à l'axe de l'injecteur ( 20; 29), cette autre surface étant serrée à l'état monté contre une autre surface prévue sur la culasse du moteur, la surface sur le corps ( 19; 27) mentionnée en premier étant sensiblement perpendiculaire à ladite autre surface. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface mentionnée en premier est prévue sur un pro- longement cylindrique ( 37) du corps ( 27). 6 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface mentionnée en premier est prévue sur un goujon ( 34) porté par le corps ( 27).