Brevet FR2514829A1 — publié le 19830422

L'invention concerne une pompe d'injection, notamment pour moteur à combustion interne du genre moteur Diesel, cette pompe comportant, monté dans un carter, un corps de guidage de piston qui présente une paroi délimitant la chambre de pompe dans la direction du refoulement, laquelle paroi est traversée par un trou allant à la face frontale libre du corps de guidage du piston sur la surface plane et finement usinée de laquelle est directement appliquée une pièce de raccordement de pression,qui est boulonnée sur le corpsde guidage du piston et qui est dotée d'un canal de sortie se raccordant audit trou, ainsi que d'une soupape de pression dont l'obturateur ferme, en condition de repos, ledit trou dans le corps de guidage du piston. Depuis peu, des efforts importants sont déployés afin de réduire la consommation de carburant, toujours plus cher, des moteurs Diesel, notamment de ceux à grande puissance Une possibilité d'atteindre ce but consiste à intensifier la formation interne d'un mélange par une pulvérisation améliorée du carburant Pour cela, il faut que lès pressions dans le système d'injection soient fortement augmentées Il en résulte que les parties exposées à, et sollicitées par, une forte pression doivent être réalisées de façon à pouvoir supporter durablement des pressions et déformations à régime pulsatoire, et à ne pas autoriser les plus infimes défauts d'étanchéité On s'est donc efforcé de mini- miser le nombre des surfaces d'étanchéité critiques pour haute pression dans un système d'injection Il en résulte que les conditions à établir au niveau de la pompe d'injection posent particulièrement des problèmes car, entre la chambre de pompe et la conduite d'injection, il faut une ou deux soupapes de refoulement pour obtenir un déroulement précis de l'injection. Par le modèle d'utilité allemand DE-GM I 892 860, on connaît déjà une pompe d'injection de carburant dans laquelle le corps de guidage du piston présente une paroi délimitant la chambre de pompe dans la direction du refoulement A cette paroisse raccorde un col formant saillie, doté d'un filet hélicoïdal La paroi et ce col sont traversés par un trou allant à la surface frontale libre Cette surface frontale du col est plane et est usinée par rectification, de préfé- rence par "lapping" Une pièce de raccordement de pression est appliquée directement sur cette surface frontale plane, finement usinée, du corps de guidage du piston auquel elle est assemblée par des vis La surface frontale du corps de guidage du piston sert ainsi directement de siège d'étanchéité entre le corps de guidage du piston et la pièce de raccor- dement de pression, sans qu'il soit nécessaire de recourir à des bagues d'étanchéité supplémentaires ou analogues. Dans cette réalisation connue, un piston d'un obturateur de soupape est guidé dans le trou allant de la chambre de pompe à la pièce de raccordement de pression Le diamètre de ce trou est donc relativement grand et correspond presque au diamètre intérieur du corps de guidage du piston, autrement dit au diamètre du piston guidé dans ce corps Il en résulte que la robustesse de la portion de paroi bordant la chambre de pompe est compromise En outre, dans cette réalisation connue, l'obtu- rateur est en forme de c 6 ne et le trou dans le corps de guidage du piston possède un siège de forme correspondante La fabrication d'un tel siège de soupape conique quidoit être exactement adapté à la forme du c 6 ne obturateur est relativement onéreuse Un autre incon- 1 I vénient est que, lors des travaux de réparation, les retouches doivent porter non seulement sur la surface frontale libre du corps de guidage du piston, cette surface servant de surface d'étanchéité, mais aussi sur le siège de soupape, ce qui accroît le coûit de la réparation. La présente invention a pour objet d'améliorer une pompe d'injection du genre mentionné au début, de façon à permettre, sans complication technique, un fonctionnement de longue durée avec production de pressions excédant deux mille bars sans qu'il y ait lieu de redouter des défauts d'étanchéité. Ceci est obtenu, selon l'invention, par le fait que l'obtu- rateur est guidé dans la pièce de raccordement de pression et possède une surface d'étanchéité plane qui, dans la condition de repos, s'applique directement sur la surface frontale plane du corps de guidage du piston. L'invention repose sur cette considération fondamentale que la robustesse de la paroi qui, dans la direction du refoulement, borde la chambre de pompe, peut être notablement améliorée si l'obturateur de la soupape est guidé dans la pièce de raccordement de pression Le diamètre de l'alésage dans le corps de guidage du piston peut alors être sensiblement réduit En outre, la construction se trouve sensiblement simplifiée par le fait que la surface frontale, plane et finement usinée, du corps de guidage du piston est directement utilisée comme siège pour l'obturateur de la soupape, lequel présente une surface d'étanchéité plane Cette configuration présente l'avantage que, lors des travaux de révision, la retouche de la surface frontale sur le corps de guidage constitue en même temps la retouche de la surface-siège coopérant avec l'obturateur. Dans une telle réalisation, les importantes déformations élastiques du corps de guidage du piston,en présence de fortes pressions, sont supportées sans risque puisque les portions latérales qui bordent la chambre de pompe sont solidement reliées entre elles par la paroi frontale Pour améliorer encore la robustesse, ont peut aussi, selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, fretter sur le corps de guidage du piston un manchon dont les dimensions sont calculées de façon que les contraintes, qu'il produit en direction radiale, compensent ou équilibrent les contraintes, produites par la forte pression intérieure dans la chambre de pompe. La portée d'étanchéité entre surface frontale du corps de guidage du piston et pièce de raccordement de pression est, par rapport aux réalisations connues, améliorée par le fait que la pièce de raccor- dement de pression est directement bloquée contre le corps de guidage du piston au moyen de plusieurs vis On obtient ainsi,entre les surfaces, une pression de serrage plus élevée qu'avec les réalisations connues. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront àl'aide de la description ci-après et du dessin joint o la figure unique représente une vue partielle en coupe d'une pompe d'injection dont les parties essentielles sont dessinées "à l'échelle". Dans un carter de pompe 1, est monté un corps 2 de guidage de piston sur lequel est fretté un manchon 3 pour accroître la robustesse Sur l'intérieur du corps de guidage,porte un piston 4 qui peut y coulisser La chambre de pompe 5 est délimitée, dans la direction du refoulement, par une paroi 6 qui est continuée par une collerette 7 sur laquelle une couronne de serrage 8 est appliquée Par cette couronne de serrage 8 et par des vis 9, le corps 2 de guidage du piston et le manchon 3 sont bloqués sur le carter 1. La paroi 6 délimitant la chambre de pompe dans la direction du refoulement est traversée par deux trous 10 et Il qui débouchent dans la surface frontale libre 12 Le trou 10 sert à la transmission du carburant que le piston 4 refoule lors de sa course montante, tandis que le trou Il sert de passage d'écoulement inverse Les deux trous 10 et Il sont disposés excentriquement par rapport à l'axe de guidage du piston et ont tous les deux un diamètre sensiblement inférieur 14829 au diamètre intérieur du corps 2 de guidage du piston Ainsi, est assurée une fermeture robuste de la chambre de pompe 5, même en présence de pressions supérieures à deux mille bars. La surface frontale 12 de la paroi 6, autrement dit du corps de guidage 2, située du côté tête, au droit de la chambre de pompe, est réalisée sous la forme d'une surface plane à finition fine qui en fait une surface d'étanchéité Un pièce de raccordement de pression 13 est directement appliquée sur cette surface frontale 12 et serrée sur le corps de guidage 2 au moyen de plusieurs vis 14 Ainsi est assurée une étanchéité suffisante entre corps de guidage du piston et pièce de raccordement de pression. Dans cette pièce de raccordement de pression 13 se trouvent deux soupapes 15 et 16 L'obturateur 17 de la soupape 15 est, pour l'essentiel, réalisé sous la forme d'un cylindre doté d'un trou borgne 19 recevant un ressort de pression 18, et est guidé dans une portion de canal de sortie 20 possédant un diamètre agrandi La surface frontale 21 de cet obturateur cylindrique 17 est réalisée sous la forme d'une surface d'étanchéité plane qui, dans la condition de repos, s'applique direc- tement sur la surface frontale plane 12 du corps 2 de guidage du piston, laquelle fait ainsi office, dans la zone 22, de siège plat Lors de l'usinage de cette surface frontale 12, on réalise donc en même temps la surface-siège 22 de la soupape. Le trou borgne 19 dans l'obturateur 17 est relié, par l'inter- médiaire d'un trou d'arrivée 22 ' débouchant dans la périphérie de l'obturateur, à un canal annulaire 23 qui entoure çet obturateur 17 et par lequel, lorsque la soupape est ouverte, le carburant peut passer dans le canal de sortie 20 Lors de l'ouverture de la soupape 15, l'obturateur 17 se déplace dans la même direction que le piston de refoulement 4, la course de cet obturateur 17 étant limitée par butée de celui-ci contre une arête 24 de la pièce de raccordement de pression. Le carburant refoulé est poussé dans un trou 25 de cette pièce de raccordement et ensuite dans une conduite d'injection non représentée. Partant du trou 25 dans la pièce de raccordement, un canal d'arrivée 26 va à la soupape 16 Ce canal d'arrivée 26 dans la pièce de raccordement de pression 13 se raccorde au trou 1 i dans la paroi 6 du corps 2 de guidage du piston Cette deuxième soupape 16 ouvre contre la direction de refoulement du carburant et autorise ainsi un écoulement inverse du carburant dans la chambre de pompe La soupape 16 possède, 1 4829 comme obturateur, une bille 27 ou un cône coopérant avec une surface- siège 28 de forme correspondante pour réaliser l'étanchéité Par le côté corps de guidage, une douille de butée 29 est insérée dans le canal d'arrivée 26 et, sur le fond percé 30 de cette douille, un ressort de pression 31 prend appui Ce ressort 31 presse la douille de butée 29 sur la surface frontale 12 du corps 2 de guidage du piston Le bord opposé 32 de cette douille limite la course de l'obturateur. Comme indiqué par le dessin, le canal d'arrivée 26 et le canal de sortie 20 débouchent, avec un intervalle A, dans le trou 25 de la pièce de raccordement de pression L'épaisseur A de la portion de paroi comprise entre les deux canaux 20 et 26 ne peut pas être sensiblement moindre, sinon, en présence de fortes pressions, la matière pourrait être le siège de contraintes exagérées Cette forme de réalisation avan- tageuse sert donc aussi à parvenir à une pompe d'injection de carburant capable de supporter sans risque, même en marche permanente, de fortes pressions variables. Pour être complet, il convient aussi d'indiquer que le corps 2 de guidage du piston présente deux trous de commande 40 et 41 par lesquels le carburant peut entrer dans la chambre 5 de la pompe Le piston 4 possède deux bords de commande en vis-à-vis 42 et 43 qui coopèrent avec ces trous de commande 40 et 41. Grâce à la présente invention, on parvient à une pompe d'injection de carburant qui ne comporte qu'une surface d'étanchéité pour haute pression sur la face frontale du corps 2 de guidage du piston et qui admet donc de fortes charges. Par rapport aux réalisations connues, la construction est sensiblement simplifiée par le fait que cette surface d'étanchéité pour haute pression sert en même temps de surface de siège de soupape. Cela autorise une grande rapidité d'exécution des opérations complé- mentaires lors des contrôles nécessaires de la pompe d'injection. Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement limitatif de l'invention. 14829 REVENDICATIONS 1 Pompe d'injection de carburant, notamment pour moteur à combustion interne du genre moteur Diesel, cette pompe comportant, monté dans un carter, un corps de guidage de piston qui présente une paroi délimitant la chambre de pompe dans la direction du refoulement, laquelle paroi est traversée par un trou allant à la face frontale libre du corps de guidage du piston sur la surface plane et finement usinée de laquelle est directement appliquée une pièce de raccordement de pression,qui est boulonnée sur le corps de guidage du piston et qui est dotée d'un canal de sortie se raccordant audit trou,ainsi que d'une soupape de pression dont l'obturateur ferme, en condition de repos, ledit trou dans le corps de guidage du piston, cette pompe étant caractérisée en ce que l'obturateur ( 17) est guidé dans la pièce de raccordement de pression ( 13) et possède une surface d'étanchéité plane ( 21) qui, dans la condition de repos, s'applique directement sur la surface frontale plane ( 12, 22) du corps ( 2) de guidage du piston. 2 Pompe d'injection selon la revendication l, caractérisée en ce qu'un manchon ( 3) est fretté sur le corps ( 2) de guidage du piston et est dimensionné de façon que les contraintes qu'il engendre en direction radiale compensent ou équilibrent les contraintes produites par la forte pression à l'intérieur de la chambre ( 5) de la pompe. 3 Pompe d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce de raccordement de pression ( 13) est bloquée directement sur le corps ( 2) de guidage du piston, au moyen de plusieurs vis ( 14). 4 Pompe d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'obturateur ( 17) de la soupape ( 15) est réalisé pour l'essentiel sous la forme d'un cylindre doté d'un trou borgne ( 19) recevant un ressort de pression ( 18), ce cylindre étant guidé dans une portion ( 20), à diamètre agrandi, du canal de sortie, et en ce que le trou borgne ( 19) communique, par l'intermédiaire d'un trou d'arrivée débouchant obliquement dans la périphérie de l'obturateur cylindrique, avec un canal annulaire ( 23) qui entoure l'obturateur ( 17). Pompe d'injection selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisée en ce que la paroi ( 6) du corps ( 2) de guidage du piston est traversée par un deux 4 ième trou ( 11) auquel se raccorde un canal d'arrivée ( 26) dans la pièce de raccordement de pression ( 13), en ce qu'une soupape ( 16) ouvrant contre la direction du refoulement est agencée dans le canal d'arrivée ( 26) et en ce qu'une 14829 douille de butée ( 29) est insérée, par le c 8 té corps de guidage, dans le canal d'arrivée ( 26), le bord libre ( 32) de cette douille limitant la course de l'obturateur ( 27) et le corps percé ( 30) de cette douille étant pressé, par un ressort de pression ( 31), contre la surface frontale ( 12) du corps ( 2) de guidage du piston. 6 Pompe d'injection selon la revendication 5, caractérisée en ce que le canal de sortie ( 20) et le canal d'arrivée ( 26) dans la pièce de raccordement de pression débouchent dans un trou ( 25) de celle-ci, en y étant séparés par un intervalle (A).