Brevet FR2513696A1 — publié le 19830401

i Pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne ". L'invention concerne une pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, pourvue d'une pompe de circulation de carburant entra née en synchronis- me avec la pompe d'injection et dont le c 8 té refoulement est relié à une chambre de travail à l'avant d'un piston de réglage sollicité par une force de rappel et servant à régler le début de l'injection, pompe de circulation qui peut être reliée, par un orifice d'écoulement commandé par un piston d'une soupape de commande de pression, à une chambre de décharge pour produire dans la chambre sous pression une pression de commande dépendant de la vitesse de rotation, ce piston de commande enfermant sur sa face arrière une chambre sous pression de commande et y étant sollicité par une force de rappel, et cette cham- bre sous pression de commande étant reliée au c 8 té refou- lement de la pompe de circulation de carburant par une liaison à étranglement et à la chambre de décharge par une conduite de décharge dans laquelle est montée une soupape de compression dont l'organe de fermeture est soumis à l'action d'un ressort de soupape pouvant avoir sa précontrainte modifiée par un point d'appui déplaçable -25 en fonction de la pression de l'air. Dans une pompe d'injection de carburant con- nue de ce type, la commande de la pression s'exerçant sur le piston de commande s'effectue à l'aide d'une soupape de compression dont l'organe de fermeture est une bille et est soumis à l'action d'un ressort dont la précontrain- te peut varier en fonction de la pression environnante. Cette forme de réalisation présente l'incon- vénient que lors de l'ouverture de la section opturée par la bille, notamment dans le cas de faibles débits de passage, il s'établit des oscillations de pression qui influent sur la commande précise de la pression agissant sur le piston de commande. L'invention a pour but d'éviter cet inconvé- nient et concerne à cet effet une pompe d'injection de carburant, du type indiqué plus haut, qui est caractéri- sée en ce que l'organe de fermeture de la soupape de compression est constitué sous forme de tiroir coulissant. Une telle pompe d'injection de carburant offre l'avantage, vis-à-vis des réalisations connues, de permettre d'obtenir de manière très simple une commande précise de la pression agissant sur le piston de commande. Une forme de réalisation avantageuse conforme à l'invention consiste en ce que, partant du type de pompe d'injection de carburant indiqué ci- dessus, l'organe de fermeture de la soupape de compression étant constitué notamment sous forme de tiroir coulissant, en plus, entre le piston de commande et la chambre de décharge, une sou- pape de maintien de pression commandée par la température est montée en série avec la soupape de compression Selon une forme de réalisation, une conduite de commande part en dérivation de la conduite sous pression entre la soupape de maintien de pression et la soupape-de compression et mène à un dispositif de réglage pour une butée de limita- tion de charge de la pompe d'injection de carburant ou à un dispositif de réglage du débit de recyclage des gaz d'échappement. Avec cette installation, on obtient de manière avantageuse aussi bien une adaptation du début de l'injection à la variation de la pression du niveau d'ai- titude qu'un décalage du début de l'injection dans le sens d'une avance au démarrage à froid. En meme temps on peut, avec une force de réalisation complétée, pour la détermination du débit d'injection de carburant, prendre en considération la pression d'air s'abaissant en altitude, avantageusement en liaison avec la commande adaptée de façon correspon- dante du taux de recyclage des gaz d'échappement. De manière particulièrement avantageuse, la pression de commande agissant sur le piston de commande est utilisée ainsi en même temps pour plusieurs interven- tions correctives. On indiquera dans la suite divers moyens caractérisant des modes de réalisation avantageux et per- fectionnements de la solution telle que définie ci-dessus conformément à l'invention. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représen- tant cinq exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: la figure 1 est une vue, partiellement en coupe, d'un premier exemple de réalisation comportant une soupape de compression commandée par une boîte barométri- que la figure 2 est un graphique de fonction- nement de l'exemple de dispositif de la figure 1; la figure 3 montre un second exemple de réalisation faisant suite à titre de perfectionnement à l'exemple de la figure 1, comportant une soupape supplé- mentaire de maintien de pression, commandée par thermos- tat, en série entre soupape de compression et-soupape de commande de pression; la figure 4 montre un troisième exemple - de réalisation de l'invention comportant une variante de la forme de réalisation de la figure 3; la figure 5 montre un quatrième exemple de réalisation correspondant à une extension de fonctionne- ment de l'exemple de réalisation de la figure 3; et la figure 6 montre un cinquième exemple de réalisation avec une soupape de commande de pression commandée par une pression de référence. Avec le mouvement de commande à came d'une pompe d'injection de carburant 1 se trouve engrené, par l'intermédiaire d'une broche 2, un piston de réglage 3 pour régler l'instant du début de l'injection Ce pis- ton 3 peut se déplacer sous l'action d'un liquide sous pression contenu dans une chambre de travail 4, contre la force d'un ressort de rappel 5 C'est ainsi que plus le piston se déplace davantage dans la direction du res- sort, plus l'instant d'injection se trouve décalé vers une avance par rapport au point mort supérieur du piston du moteur. Une pompe de circulation 6 aspiredu carbu- rant provenant d'un réservoir de carburant 7 et l'envoi dans une chambre d'aspiration 8 de la pompe d'injection 1, à partir de laquelle s'effectue de façon non repré- sentée l'alimentation en carburant de la pompe d'injec- tion proprement dite; cette chambre 8 est reliée, par l'intermédiaire d'un perçage 9 ménagé dans le piston 3, à la chambre de travail 4. Une soupape de commande de pression 11 sert à commander en fonction de la vitesse de rotation la -pression de circulation de la pompe 6 et par suite la pression régnant dans la chambre d'aspiration 8, la pression s'élevant proportionnellement à l'accroissement de la vitesse de rotation Cette pression dépendant de la vitesse de rotation règne ainsi également dans la chambre de travail 4, de telle sorte que lorsqu'augmente la vitesse de rotation et par suite la pression, le pis- ton 3 réglant l'injection se trouve déplacé dans le sens de l'avance. La figure 2 montre un graphique sur lequel est représentée la course S (en ordonnées) du piston de réglage en fonction de la vitesse de rotation N (en abscisses) En I, on a indiqué la ligne de fonctionnement caractéristique qui se présente pour le réglage de l'in- jection, pour laquelle la course du piston, et par suite le décalage vers l'avance, augmente linéairement avec la vitesse de rotation En II, on a représenté une ligne caractéristique s'étendant parallèlement à la ligne I, et dont l'allure de variation correspondante du début de l'injection serait nécessaire si l'on faisant marcher le moteur à une plus haute altitude. Conformément à l'invention, on obtient ce résultat gràce au fait que la pression dans la chambre d'aspiration 8 et par suite dans la chambre de travail 4 est influencée par une soupape de compression 12, qui se commande par l'intermédiaire d'une boite barométrique 13 La soupape 11 commandant la pression comporte un pis- ton 14 qui permet de commander un orifice d'écoulement , ménagé en dérivation de la chambre sous pression 10 à l'avant du piston; Ce piston 14 peut se déplacer sous l'action du carburant de circulation de la pompe 6 contre la force d'un ressort de commande 16 Le piston 14 pré- sente un perçage d'étranglement 17, qui relie la chambre sous pression 10 située sur l'une des faces frontales du piston et une chambre sous pression de commande 18 située sur son autre face frontale. Cette chambre 18 dans laquelle est logé le ressort de commande 16 est pourvue d'une conduite de décharge 19, dans laquelle est montée la soupape de com- pression 12 Cette soupape 12 de son cÈté comporte comme organe de fermeture un tiroir coulissant 20, qui commande une section de passage de la conduite de décharge 19 et sur-lequel agit un ressort de soupape 21 Sur le c 8 té situé à l'opposé du tiroir 20, le ressort de soupape 21 s'appuie sur la botte barométrique 13, qui se compose ici de deux bottes à membranes et qui permet de faire varier la précontrainte du ressort 21. Le fonctionnement de ce montage est tel, que pour une pression quelque peu au-dessus de celle du niveau de la mer, le ressort de soupape 21 se trouve détendu dans une large mesure, et par suite le tiroir a ouvert presque complètement la section de passage de-la conduite 19 La soupape de commande de pression 11 fonctionne en conséquence presque sans être influencée. Il se produit alors par l'étranglement 17 un écoulement de débit constant Dès qu'alors, par exemple dans un véhicule, le moteur passe dans une autre zone de niveau d'altitude c'est-à-dire que la pression extérieure diminue le ressort de soupape 21, sous l'effet du fonctionnement en détente de la botte barométrique, subit une précontrainte plus forte et une résistance s'oppose à l'écoulement dans la conduite 19. Cette résistance provoque un accroissement de la pression dans la chambre 18 et, par suite, un accroissement de la pression dans la chambre d'aspiration 8 de la pompe d'injection ainsi que dans la chambre de travail 4 de la soupape de commande de pression, et il en résulte une modification du début de l'injection dans le sens d'une avance L'utilisation d'un tiroir coulis- sant comme organe de fermeture de la soupape de compres- sion 12 permet ainsi un réglage très précis de la pres- sion dans la chambre sous pression de commande, de telle sorte que le décalage du début de l'injection, qui est fonction de l'altitude, suit très exactement la pression de l'air au cours de la variation de celle-ci. Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, on a inséré dans la conduite de décharge 19, entre la soupape de commande de pression 11 et la soupape de com- pression 12, une soupape de maintien de pression 23, commandée par thermostat On peut le réaliser, dans une forme d'exécution connue, de manière que l'organe de fermeture chargé par ressort subit l'action, dans le sens de l'ouverture, d'une broche 25 actionnée au moyen d'un thermostat 26 Celui-ci peut être chauffé soit par l'in- termédiaire d'une résistance de chauffage électrique, soit aussi directement par l'eau de refroidissement du moteur à combustion interne. Suivant la distance dont l'organe de ferme- ture 24 de la soupape est soulevé par la broche 25 de son siège, contre la force du ressort de rappel, il peut s'écouler plus ou moins de carburant à la soupape de com- pression Lorsque le moteur chauffe en marche, la soupape de maintien de pression 23 est ouverte, de sorte que le fonctionnement de la soupape de commande de pression 11 ne subit pas d'influence Lorsque le moteur est froid la conduite de décharge 19 est fermée par la soupape 23, de sorte qu'il s'établit dans la chambre 18 une pression en correspondance avec la soupape 23, et le piston de réglage 3 est déplacé dans le sens d'un début d'injection avancé. En vue de limiter la pression lorsque la soupape de maintien de pression 23 est fermée, comme aussi la soupape 12, on peut prévoir encore en plus, entre la soupape de maintien de pression et la soupape de commande de pression 11, une soupape de limitation de pression 27, qui évite une pression de commande trop élevée dans la chambre 18 Cette soupape de limitation de pression dé- charge directement vers le c 8 té décharge. Cet agencement permet de limiter à partir d'un niveau d'altitude déterminé le décalage du début de l'injection. Lorsque la soupape de maintien de pression 23, alors que le moteur chauffe en marche, est complète- ment ouverte, la liaison est réalisée entre les soupapes ll et 12 Le carburant qui s'écoule alors par la conduite de décharge 19 est le carburant qui passe à travers l'étranglement 17 dans la chambre 18 de la soupape de com- mande de pression Cet étranglement 17-peut aussi être prévu sous forme d'étranglement 17 ' dans une conduite de liaison séparée 28 menant de la conduite de décharge 19 au c 8 té refoulement de la pompe 6. La figure 4 montre que la soupape de main- tien de pression 23 peut également être montée, dans la conduite de décharge 19, en étant branchée en série en aval de la soupape de compression 12. La figure 5 montre un montage qui pour l'es- sentiel est analogue à l'exemple de réalisation de la figure 3 En variante par rapport à celui-ci, on a prévu en dérivation de la conduite de décharge 19, entre les soupapes 23 et 12, une conduite de commande 30 menant à un dispositif de réglage 31 Celui-ci comporte une cham- bre sous pression 32 enfermée dans un bottier dans laquelle déboucle la conduite 30 L'une des faces de cette chambre 32 est obturée par une paroi mobile, par exemple une membrane 33, qui exerce son action-sur une butée réglable 34, prévue pour un organe de réglage de débit 35 de la pompe d'injection de carburant. A cet effet, la butée réglable 34 présente un certain contour et assume la fonction d'une butée de limitation de charge, par exemple une butée de pleine charge, limitant le débit maximal de l'injection de car- burant qui est réglable à la pompe d'injection La mem- brane 33 est soumise, contre la pression de commande, à l'action d'un ressort de compensation 36, qui s'appuie sur le bottier De cette manière on peut, en même temps que l'on règle le début de l'injection, adapter avanta- geusement le débit maximal de l'injection de carburant à la pression environnante. A c 8 té de ce dispositif de réglage 31, on a prévu un second dispositif de réglage 38, qui est consti- tué de façon analogue et commande une soupape 39 prévue pour le recyclage des gaz d'échappement Ici aussi, on peut réduire le taux de recyclage des gaz d'échappement en fonction du niveau d'altitude L'actionnement de la soupape de recyclage des gaz d'échappement peut s'effec- tuer à l'aide d'une force auxiliaire par des moyens pneumatiques, hydrauliques ou électromoteurs, le second dispositif de réglage commandant alors ces moyens. L'exemple de réalisation de la figure 6 est constitué fondamentalement de la même manière que l'exem- ple de réalisation de la figure 5; si ce n'est que la soupape de compression 12 ' et le premier dispositif de réglage 31 ', ainsi que le second dispositif de réglage 38 ', sont constitués selon une variante de forme de réa- lisation La soupape de compression 12 * comporte comme la soupape 12 un tiroir coulissant 20, qui commande la section de passage de la conduite de décharge 19, Ce tiroir 20 est soumis d'autre part à l'action du ressort de soupape 21, qui s'appuie cependant ici sur une paroi mobile 41, par exemple, une membrane. Cette membrane enferme de façon étanche une Chambre sous pression de référence 42 ménagée dans le bottier de la soupape de compression La face de la mem- brane 41 qui est située à l'opposé de la chambre sous pression de référence est exposée à la pression envi- ronnante atmosphérique D'autre part la membrane est sol- licitée par un ressort de compensation 43 monté dans la chambre 42. La chambre sous pression de référence est reliée par une conduite sous pression de commande 45 à une source de pression de référence 46, qui fournit une pression de référence constante. Lorsque la pression atmosphérique varie, la membrane subit alors une déviation plus ou-moins forte, de telle sorte que le ressort de soupape 21 se trouve plus ou moins précontrainte; de façon correspondante la pression agissant sur le piston de commande 14 de la soupape 1 i varie conjointement avec la pression régnant dans la chambre d'aspiration de la pompe d'injection de carburant. A mesure que la pression de niveau d'altitu- de décroit, la pression de la chambre intérieure de la pompe d'injection de carburant se trouve ainsi accrue et par suite à son tour le début de l'injection se trouve décalé par le piston de réglage dans le sens de l'avance. En outre, une chambre sous pression de réfé- rence 47 ménagée dans le dispositif de réglage 31 ' est reliée à la conduite sous pression de commande 45 Cette chambre 47 est enfermée de façon étanche par une paroi mobile 33 ' prévue dans le bottier du dispositif de régla- ge, la pression atmosphérique régnant de son c 8 té en face de cette paroi mobile Dans la chambre sous pression de référence, on a d'autre part monté sous tension un second ressort de compensation 48, entre la paroi mobile 33 ' et le bottier du dispositif de réglage 31 '. Comme dans l'exemple de réalisation de la figure 5, on a relié à la paroi mobile 33 ' une butée ré- glable 34 ' présentant un contour 49 Avec le cÈne 49 coopère un levier intermédiaire 50, qui de son côté sert de butée pour un organe de réglage de débit 35 ' de la pompe d'injection de carburant Ce levier intermédiaire est disposé en position médiane et transmet à l'organe de réglage de débit 35 ' la position correspondant au point de palpage du contour qui varie avec le déplacement de la butée réglable 34 '. Comme dans l'exemple de réalisation de la figure 5, on a prévu d'autre part un second dispositif de réglage 38 ', qui est relié également à la conduite sous pression de commande 45 et commande lui-même une soupape 39 ' prévue pour le recyclage des gaz d'échappe- ment Cette soupape peut être actionnée comme expliqué précédemment au moyen d'une force auxiliaire 51 Le dis- Positif de réglage est constitué là, dans son principe, de la même façon que le dispositif de réglage 31 ', ou la soupape de compression 12. Egalement dans cet exemple de réalisation, on peut, en même temps que l'on règle le début de l'in- jection, opérer aussi une adaptation du débit d'injection à pleine charge et du débit de recyclage des gaz d'échap- pement aux conditions de pression de l'environnement En m 9 me temps, la soupape 23 assure aussi au démarrage à froid un décalage du début de l'injection dans le sens de l'avance. L'intervention due au dispositif de réglage 31 ou 31 ' dans le dosage des quantités de carburant peut alors s'effectuer en tant que limitation du débit à pleine charge comme, aussi bien, assurer la variation du débit de carburant dans tout le domaine de fonctionnement. -13696 R E V E N D I C A T I O N S ) Pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, pourvue d'une pompe de cir- culation de carburant ( 6) entraînée en synchronisme avec -5 la pompe d'injection ( 1) et dont le côté refoulement est relié à une chambre de travail ( 4) à l'avant d'un piston de réglage ( 3) sollicité par une force de rappel et ser- vant à régler le début de l'injection, pompe de circula- tion qui peut 9 tre reliée, par un orifice d'écoulement commandé par un piston ( 14) d'une soupape de commande de pression ( 11), à une chambre de décharge pour produire dans la chambre sous pression une pression de commande dépendant de la vitesse de rotation, ce piston de comman- de enfermant ( 14) sur sa face arrière une chambre sous pression de commande ( 18) et y étant sollicité par une force de rappel, cet cette chambre sous pression de - commande étant reliée au côté refoulement de la pompe de circulation de carburant par une liaison à étranglement et à la chambre de décharge par une conduite de décharge ( 19), dans laquelle est montée une soupape de compression ( 12, 12 ') dont l'organe de fermeture ( 20) est soumis à l'action d'un ressort de soupape ( 21) pouvant avoir sa précontrainte modifiée par un point d'appui déplaçable en fonction de la pression de l'air, pompe d'injection carac- térisée en ce que l'organe de fermeture ( 20) de la soupape de compression ( 12) est constitué sous forme de tiroir coulissant. 2 ) Pompe d'injection de carburant pour. moteurs à combustion interne, pourvue d'une pompe de cir- culation de carburant ( 6) entra née en synchronisme avec la pompe d'injection (l)-et dont le côté refoulement est relié à une chambre de travail ( 4) à l'avant d'un piston de réglage ( 3) sollicité par une force de rappel et ser- vant à régler le dabut de l'injection, pompe de circula- tion qui peut être reliée, par un orifice d'écoulement commandé par un piston ( 14) d'une soupape de commande de pression (-11), à une chambre de décharge pour produire dans la chambre sous pression une pression de commande dépendant de la vitesse de rotation, ce piston de com- mande enfermant ( 14) sur sa face arrière une chambre sous pression de commande ( 18) et y étant sollicité par une force de rappel, et cette chambre sous pression de commande étant reliée au c 8 té refoulement de la pompe de circulation de carburant par une liaison à étranglement et à- la chambre de décharge par une conduite de décharge ( 19), dans laquelle est montée une soupape de compression ( 12, 12 ') dont l'organe de fermeture ( 20) est soumis à l'action d'un ressort de soupape ( 21) pouvant avoir sa précontrainte modifiée par un point d'appui déplaçable en fonction de la pression de l'air, l'organe de ferme- ture de la soupape de compression étant constitué notam- ment sous forme de titoir coulissant, pompe d'injection caractérisée en ce que, en plus dans la conduite de dé- charge une soupape de maintien de pression ( 23) commandée par la température est montée en série avec la soupape de compression ( 12). ) Pompe d'injection selon la revendica- tion 2, caractérisée en ce qu'une conduite de commande ( 30) part en dérivation de la conduite de décharge entre la soupape de maintien de pression ( 23) et la soupape de compression ( 12) et mène à un dispositif de réglage ( 31) pour régler le débit d'injection de carburant et/ou à un dispositif de réglage ( 38) pour influer sur le débit de recyclage des gaz d'échappement. 4 ) Pompe d'injection selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la sou- pape de compression est pourvue d'une chambre sous pres- sion de référence ( 42) enfermée dans un bottier de cette soupape et raccordée à une source de pression de réfé- rence ( 46), chambre dont une face est obturée par un organe de réglage mobile ( 41), qui, sur son autre face, en étant exposé à la pression atmosphérique, est en liai- son active avec le ressort ( 21) de la soupape de compres- sion pour influer sur sa précontrainte. 50) Pompe d'injection selon la revendication 4, caractérisée en ce que parallèlement à la chambre sous pression de référence ( 42) de la soupape de compression, une seconde chambre sous pression de référence ( 47), qui est limitée vis-à-vis de l'atmosphère par un organe de téglage mobile ( 33 ') soumis à l'action d'un ressort de commande ( 48), est raccordée à la source de pression de commande ( 46), et l'organe de réglage ( 33 ') est en liai- son active avec un dispositif de réglage du débit d'in- jection de carburant de la pompe d'injection. 60) Pompe d'injection selon la revendication , caractérisée en ce que parallèlement à la chambre sous pression de référence ( 42) de la soupape de compression ( 12 '), une troisième chambre sous pression de référence d'un dispositif de réglage ( 38 ') prévu pour le disage du recyclage des gaz d'échappement est reliée à la source de pression de commande ( 46). 7 ) Pompe d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que, partant de la conduite de décharge ( 19), entre la soupape de maintien de pression ( 23) et la soupape de commande de pression ( 11), une conduite contenant une soupape de limi- tation de pression ( 27) mène au côté décharge.