Brevet FR2522070A1 — publié le 19830826

La présente invention concerne un dispositif d'injec- tion de combustible du type comportant un corps dans lequel est monté un distributeur rotatif pouvant se déplacer axialement et être entraîné, en fonctionnement, en synchro- nisme avec un moteur associé, un alésage transversal étant formé dans le distributeur et un plongeur de pompe étant logé dans l'alésage, un passage dans le distributeur com- muniquant avec l'alésage et s'ouvrant sur la périphérie du distributeur, un anneau came étant pourvu de lobes de came pour déplacer vers l'intérieur le plongeur lorsque le dis- tributeur tourne, des orifices de sortie dans le corps, positionnés pour correspondre tour à tour avec le passage de combustible lorsque le distributeur tourne et lorsque le plongeur est déplacé vers l'intérieur, des moyens pour ame- ner du combustible à l'alésage et déplacer le plongeur vers l'extérieur, des moyens de butée servant à limiter le mouvement vers l'extérieur du plongeur lorsque le combusti- ble est amené dans l'alésage, la course vers l'extérieur du plongeur étant fonction de la position axiale du distri- buteur. Un dispositif du type considéré est décrit dans le brevet britannique 2 037 365 A et, lorsque le distributeur est déplacé pour réduire la quantité de combustible four- nie au moteur, l'intervalle, exprimé en termes de degrés de rotation du distributeur, pendant lequel le combustible est fourni au moteur, est réduit Il en résulte donc que, tandis que la quantité fournie au moteur est réduite, le débit de combustible reste pratiquement le même Or, l'in- tervalle de temps pendant lequel de petites quantités de combustible sont fournies au moteur est court et la période de combustion est également courte; ceci conduit à de brusques élévations de pression dans la chambre de combus- tion et au "cognement du diesel" que l'on remarque parti- culièrement au ralenti. Le but de la présente invention est de procurer un dispositif du type considéré dans une forme dans laquelle la fourniture de petites quantités de combustible par le dispositif se fait à un débit réduit et s'effectue sur un intervalle prolongé. Selon l'invention, le dispositif du type considéré est caractérisé par le fait qu'il comporte un passage ad- ditionnel dans le distributeur, ce passage communiquant avec l'alésage et s'ouvrant sur la périphérie du distribu- teur, des ouvertures de débit dans le corps, avec lesquel- les peut communiquer le passage additionnel lors du dépla- cement du plongeur vers l'intérieur, et des moyens pour li- miter le débit de combustible à travers le passage addi- tionnel, ce passage additionnel étant disposé de telle sor- te que l'écoulement de combustible à travers les ouvertu- res de débit est empêché après un déplacement axial prédé- terminé du distributeur dans la direction dans laquelle la quantité de combustible fournie par le dispositif est ac- crue. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'an- neau came est réglable angulairement en fonction de la vitesse, pour régler la position du distributeur, à laquel- le s'effectue le déplacement du plongeur vers l'intérieur, le passage additionnel et/ou les ouvertures de débit étant disposés de telle sorte que l'écoulement de combustible à travers le passage additionnel est empêché lorsque la vi- tesse de rotation du distributeur est supérieure à une valeur prédéterminée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une forme de réalisation préférée du dispo- sitif de l'invention, en liaison avec les dessins annexés sur lesquels: la fig 1 est une élévation latérale en coupe du dispositif; la fig 2 est une coupe d'une partie du dispositif représenté sur la fig 1 prise dans un plan radial diffé-. rent; les figs 3 et 4 sont des coupes à travers des par- ties du dispositif représenté sur les figs 1 et 2; et la fig 5 est une coupe à travers une partie du e - dispositif représenté sur la fig 1. En se reportant à la fig 1 du dessin, le dispositif comporte un corps repéré dans son ensemble en 10 et qui est formé de façon appropriée par une portion Il en forme géné- rale de coupe dont l'extrémité ouverte est fermée par une portion formant couvercle 12 Le corps 10 comporte des pat- tes 13 avec un trou permettant de fixer le dispositif sur le moteur auquel il est associé. Dans la portion de corps 11 est monté un arbre d'en- trainement rotatif 14, qui, en fonctionnement, est couplé à un élément d'entraînement du moteur associé de telle sor- te que l'arbre d'entraînement tourne en synchronisme avec le moteur L'arbre d'entraînement 14 s'étend dans la cham- bre généralement cylindrique 15 délimitée par les deux portions de corps et il a une portion de plus grand dia- mètre 14 a en forme de coupe à l'intérieur de la chambre. Cette portion plus large présente deux fentes diamétrale- ment opposées 16 La partie plus large de l'arbre d'en- traînement est creuse et, à son extrémité opposée à la portion de plus petit diamètre de l'arbre, la surface in- térieure a la forme d'un cylindre droit et se loge autour d'un tourillon 17 formé sur la portion de corps 12 Le reste de la surface intérieure de la portion de plus grand diamètre de l'arbre d'entraînement est conique dans un but qui sera décrit ultérieurement En outre, l'arbre d'entraî- nement présente un contre-alésage 18 Un joint d'huile 19 est prévu à l'extrémité extérieure de la portion de corps Il pour coopérer avec l'arbre d'entraînement 14, et un palier lisse 20 supporte l'arbre en rotation, cet arbre étant déjà supporté par le tourillon 17 Des surfaces de poussée empêchent l'arbre de se déplacer axialement et ces surfaces coopèrent avec les surfaces terminales de la portion de plus grand diamètre de l'arbre Dans un cas, la surface de poussée est définie directement par la portion de corps 12, tandis que dans l'autre cas, la surface de poussée est définie par une plaque annulaire 21 qui entou- re l'arbre d'entraînement et qui sert en outre de ferme- ture terminale pour une pompe d'alimentation en combustible à basse pression 22 Le rotor 22 a de la pompe d'alimenta- tion est porté par l'arbre d'entraînement 14 et ce rotor porte des palettes qui coopèrent avec une surface excentrée sur un stator annulaire 22 b porté à l'intérieur d'une por- tion du corps 11 La pompe basse pression a une admission de combustible 23 raccordée à une arrivée de combustible 23 a dans un carter fixé à la portion de corps 11, et un refou- lement de combustible 24 En outre, un clapet de surpres- sion 25 est prévu pour assurer que la pression de refoule- ment de la pompe reste à l'intérieur de limites déterminées, le clapet de surpression étant monté entre l'admission et le refoulement. Un alésage cylindrique 26, dans lequel est fixé un man- chon 27, est formé dans la portion de corps 12 Le manchon 27 reçoit un distributeur 28, pouvant se déplacer angulai- rement et axialement, qui s'étend dans la chambre 15 et a une portion de tête de plus grand diamètre situé dans cette chambre Un alésage transversal 29 est formé dans la tête du distributeur et deux plongeurs de pompe 30 sont logés dans cet alésage L'alésage 29 communique avec un passage de combustible 31 formé dans le distributeur et dont l'extrémité située à l'intérieur de la tête est obturée par un bouchon Comme on le voit plus clairement sur les figs 2, 3 et 4, le passage 31 communique avec deux gorges longitudinales diamétralement opposées 32 formées à la pé- riphérie du distributeur et communiquant avec le passage 31 au moyen d'un seul passage de liaison ou de plusieurs Le passage 31 communique également avec une autre gorge lon- gitudinale 33 formée a la périphérie du distributeur et cette gorge communique tour à tour avec une pluralité d'o- rifices de sortie 34 formés dans le manchon 27; comme on le voit sur la fig 2, les orifices de sortie 34 communi- quent avec des sorties respectives 35 dans la portion de corps 12 Chaque sortie contient une soupape d'alimenta- tion 36 de forme classique Les gorges 32 viennent en cor- respondance tour à tour avec des orifices d'admission 37 formés dans le manchon 27 et communiquant avec une gorge circonférentielle 38 formée à la périphérie du manchon. Comme on le voit sur la fig 1, la gorge 38 communique avec le refoulement 24 de la pompe basse pression 22 par l'in- termédiaire d'une soupape tout ou rien 39 commandée de façon appropriée par un dispositif électromagnétique 40. Si on le désire? on peut prévoir une seule gorge 32, le nombre d'orifices d'admission étant égal au nombre des sor- ties. Un anneau came 41 entoure la tête du distributeur 28 et des paires de lobes de came diamétralement opposés sont formées sur la surface périphérique intérieure de cet an- neau came Dans l'exemple particulier, il est prévu trois paires de lobes du fait que le dispositif est prévu pour alimenter en combustible un moteur à six cylindres En ou- tre, l'anneau came 41 peut être déplacé angulairement au- tour de l'axe de rotation du distributeur au moyen d'un dispositif à commande par fluide, repéré dans son ensem- ble en 42, et raccordé à l'anneau came au moyen d'un téton radial 43 Le dispositif 42 comporte de façon appropriée un piston assujetti à un ressort et logé à l'intérieur d'un cylindre à une extrémité duquel on peut amener un liquide sous pression pour agir sur le piston et le repous- ser contre l'action du ressort. Deux suiveurs de came sont disposés aux extrémités extérieures des plongeurs, chaque suiveur comportant un galet 44 porté par un patin 45 Les suiveurs sont mainte- nus axialement par rapport au distributeur par deux plaques latérales 46, 47, fixées sur les faces latérales de la tête du distributeur De façon appropriée et comme on le voit sur la fig 5, les plaques latérales sont annulaires et sont pourvues de deux languettes 48 qui s'étendent vers l'extérieur et se logent dans les fentes 16 formées dans la partie de plus grand diamètre de l'arbre d'entrai- nement La fig 5 montre la plaque 46, et les plaques ser- vant à transmettre le mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement au distributeur Les patins 45 sont égale- ment logés à l'intérieur des fentes précitées 16 et le mouvement de rotation est transmis aux patins directement par l'arbre d'entraînement En outre, les faces latérales circonférentielles des patins comportent des saillies 49 s'étendant circonférentiellement, dont les surfaces radia- les extérieures sont coniques pour coopérer avec la surface conique formée sur la surface intérieure de la partie de plus grand diamètre de l'arbre d'entraînement 14. En fonctionnement, lorsque du combustible est injecté dans l'alésage 29, lors de la correspondance d'une gorge 32 avec un passage d'admission 37, les plongeurs 30 sont dé- placés vers l'extérieur par la pression de combustible et ce faisant déplacent vers l'extérieur les patins 45 et les galets 44 Ce déplacement vers l'extérieur est limité par la venue en butée des surfaces coniques des patins sur celles de l'arbre et le déplacement axial du distributeur peut faire varier l'importance du déplacement vers l'exté- rieur On peut ainsi régler la quantité de combustible fournie à l'alésage 29, celle-ci déterminant à son tour la quantité de combustible fournie par une sortie lorsque les plongeurs 30 sont déplacés vers l'intérieur par une paire de lobes de came. On peut faire varier la position axiale du distribu- teur, soit mécaniquement, soit hydrauliquement Dans la disposition représentée, cette variation est obtenue en faisant varier la pression à l'intérieur d'une chambre 50 ménagée à l'extrémité de l'alésage 26 dans la portion de corps 12 L'extrémité de l'alésage 26 est fermée par un élément de fermeture et le combustible sous pression est amené à la chambre 50 par l'intermédiaire d'un orifice étranglé 51 porté par le manchon 27 L'orifice 51 communi- que avec le refoulement 24 de la pompe 22 Du combustible peut s'échapper de la chambre 50, de sorte qu'on peut régler la pression dans cette chambre au moyen d'une sou- pape 52 à commande électromagnétique En outre, le distri- buteur est assujetti à un ressort de compression hélicol- dal 53 qui est logé à l'intérieur de l'alésage borgne 18 formé dans l'arbre d'entraînement 14 Le ressort 53 agit entre l'arbre d'entraînement et le distributeur et repous- se le distributeur contre l'action du combustible sous pression dans la chambre 50 qui agit elle-même sur le dis- tributeur En faisant varier la pression dans la chambre , en utilisant la soupape 52, on peut faire varier la position axiale du distributeur; en conséquence, la quan- tité de combustible fournie chaque fois que les plongeurs se déplacent vers l'intérieur peut également être modifiée. Dans l'exemple décrit jusqu'ici, pour une position axiale donnée du distributeur et sans tenir compte des fui- tes, la quantité de combustible fournie par le plongeur reste constante sur toute la plage des vitesses du moteur associé; une indication de ce positionnement axial du dis- tributeur est fournie par un transducteur de position 54, qui est porté sur la fermeture d'extrémité de l'alésage 26 et peut être monté de façon réglable sur cette fermeture à des fins d'étalonnage De façon appropriée, le transduc- teur a une partie portée par le distributeur Le signal fourni par le transducteur de position peut être utilisé pour fournir un signal indicatif de la vitesse de rotation du distributeur et également un signal indicatif de sa position axiale, et par conséquence, de la quantité de combustible fournie par le dispositif En service, les signaux sont transmis à un système de commande électroni- que qui a reçu par ailleurs des signaux représentant di- vers paramètres du moteur et la vitesse du moteur recher- chée Ce système de commande commande le fonctionnement de la soupape 52 pour assurer que la quantité correcte de combustible est fournie au moteur associé. Le dispositif décrit fournit du combustible à un débit qui, pour une vitesse constante, est déterminé par les profils des flancs antérieurs des lobes de came Lors- que la quantité de combustible fournie par le dispositif est faible et que la vitesse du moteur associé est égale- ment faible, il est souhaitable de pouvoir réduire le dé- bit auquel est fourni le combustible en allongeant la période, considérée en termes de degrés de rotation du vilebrequin du moteur, pendant laquelle le combustible est fourni Ce but est atteint selon l'invention en fai- sant déplacer par les plongeurs plus de combustible qu'il k 522070 n'est nécessaire d'en fournir au moteur et en permettant à une partie du combustible déplacé de s'écouler par une éva- cuation On notera que, en faisant déplacer par les plon- geurs une quantité plus grande de combustible, on prolonge , la période considérée ci-dessus. Commç on le voit sur la fig 1, le distributeur com- porte un passage additionnel 55 qui communique avec le pas- sage 31 et qui s'ouvre sur la périphérie du distributeur. La dimension du passage 55 est telle qu'elle limite le courant de combustible Sur la fig 1, le distributeur est représenté dans la position dans laquelle la quantité de combustible à fournir est faible et on notera que l'extré- mité du passage 55 est recouverte par la paroi de l'alésage du manchon 27 Il est toutefois formé dans la paroi de l'alésage une série de rainures 56 en nombre égal au nombre des sorties 34. Ces rainures 56 s'étendent longitudinalement vers l'intérieur depuis l'extrémité du manchon adjacente à la portion en forme de coupe 14 a, grâce à quoi, lorsque le distributeur est déplacé vers la droite pour augmenter la quantité de combustible fournie par le dispositif, on at- teint une position pour laquelle l'extrémité du passage 55 est, complètement recouverte, de sorte que, lors de la four- niture du combustible, tout le combustible déplacé par les plongeurs sera fourni au moteur associé Avant que le dis- tributeur n'atteigne cette position, il y a une plage de déplacements du distributeur sur laquelle, lorsque le dis- tributeur est déplacé vers la droite, l'extrémité du pas- sage 55 sera progressivement obturée par la paroi terminale de la rainure En outre, avant obturation, il y a une plage de déplacement du distributeur pendant laquelle l'écoulement de combustible traversant le passage 55 pour arriver dans les rainures 56 sera déterminé uniquement par la limitation imposée par le passage En ne tenant pas compte pour le moment de la rotation du distributeur, le fait que le cou- rant de combustible traverse le passage 55 signifie que, pour une quantité donnée de combustible déplacée jusqu'au moteur, le dispositif modifié par l'inclusion du passage 55 et des rainures 56, fournira du combustible au moteur sur une période plus longue, considérée en termes de de- grés de rotation du vilebrequin. La position pour laquelle l'extrémité du passage est complètement obturée est calculée pour correspondre à une quantité de combustible fonction du cas particulier consi- déré, par exemple à une quantité de combustible correspon- dant au tiers du maximum Au fur et à mesure que le dis- tributeur est déplacé jusqu'à cette position, la quantité de combustible fournie au moteur augmente progressivement et la quantité de combustible évacuée est progressivement réduite. La position angulaire relative des rainures 56 est telle que le passage 55 ne sert plus pour l'évacuation du combustible à une vitesse légèrement supérieure à la vi- tesse de ralenti du moteur, par exemple, dans le cas d'un petit moteur d'automobile, environ 1 000 tours par minute. La position de l'anneau came 41 est représentative de la vitesse du moteur, et, lorsque l'anneau came est déplacé angulairement, la période pendant laquelle le combustible est fourni par les plongeurs, varie à l'intérieur de la période pendant laquelle la gorge 33 communique avec une sortie 34 Les rainures 56 sont positionnés de telle sorte que l'extrémité du passage 55 est recouverte pour la vi- tesse du moteur précité, pendant la période pendant laquel- le la gorge 33 communique avec une sortie En outre, l'extrémité du passage 55 est découverte de plus en plus au fur et à mesure dela réduction de la vitesse Il en résulte en conséquence que, pour de faibles vitesses du moteur, l'extrémité du passage est découverte pendant toute la période de fourniture du combustible, et lorsque la vitesse augmente, l'extrémité du passage sera obturée vers la fin de la fourniture de combustible, le degré d'obturation augmentant au fur et à mesure que la vitesse augmente Pendant la plupart du temps, le passage 55 sera recouvert et la position axiale du distributeur sera re- présentative de la quantité de combustible fournie au mo- teur. -522070 Revendications. 1. Dispositif d'injection de combustible du type comportant un corps 10 dans lequel est monté un distribu- teur rotatif 28 pouvant se déplacer axialement et être entraîné, en fonctionnement, en synchronisme avec un mo- teur associé, un alésage transversal 29 étant formé dans le distributeur et un plongeur de pompe 30 étant logé dans l'alésage, un passage 31 dans le distributeur commu- niquant avec l'alésage 29 et s'ouvrant sur la périphérie du distributeur, un anneau came 41 étant pourvu de lobes de came pour déplacer vers l'intérieur le plongeur 30 lorsque le distributeur tourne, des orifices de sortie 35 dans le corps, positionnés pour correspondre tour à tour avec le passage 31 de combustible lorsque le distributeur tourne et lorsque le plongeur 41 est déplacé vers P'inté- rieur, des moyens 32, 37 pour amener du combustible à l'alésage 29 et déplacer le plongeur 30 vers l'extérieur, des moyens de butée 45 servant à limiter le mouvement vers l'extérieur du plongeur 30 lorsque le combustible est amené dans l'alésage 29, la course vers l'extérieur du plongeur 30 étant fonction de la position axiale du dis- tributeur, caractérisé par le fait qu'il comporte un pas- sage additionnel 55 dans le distributeur 28, ce passage communiquant avec l'alésage 29 et s'ouvrant sur la péri- phérie du distributeur 28, des ouvertures de débit 56 dans le corps, avec lesquelles peut communiquer le passage additionnel 55 lors du déplacement du plongeur 30 vers l'intérieur, et des moyens pour limiter le débit de com- bustible à travers le passage additionnel 55, ce passage additionnel 55 étant disposé de telle sorte que l'écoule- ment de combustible à travers les ouvertures de débit 56 est empêché après un déplacement axial prédéterminé du distributeur 28 dans la direction dans laquelle la quan- tité de combustible fournie par le dispositif est accrue. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'anneau came 41 est réglable angulairement en fonction de la vitesse, pour régler la position du distributeur 28, 11. à laquelle s'effectue le déplacement du plongeur 30 vers l'intérieur, le passage additionnel 55 et/ou les ouvertu- res de débit 56 étant disposés de telle sorte que l'écou- lement de combustible à travers le passage additionnel 55 est empêché lorsque la vitesse de rotation du distributeur 28 est supérieure à une valeur prédéterminée. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les ouvertures de débit sont définies par des rainures axiales 56 formées à la surface intérieure d'un manchon 27 dans lequel le distributeur 28 est monté rotatif. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les rainures 56 s'étendent depuis une extrémité du man- chon 27. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le passage additionnel 55 est un passage de section res- treinte.