Brevet FR2520812A1 — publié le 19830805

POMPE D' INJECTION DE CAREURANI POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE L'invention a pour objet une pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne comportant un piston de pompage effectuant un mouvement alternatif dans un cylindre et tournant en même temps, en servant alors de distributeur, la quantité de carbu- rant refoule par le piston de pompage étant modifiée par commande d'un premier orifice de sortie sur le piston de pompage d'un premier conduit de décharge disposé dans le piston de pompage en partant de la chambre de pompage, au moyen d'un tiroir annulaire déplacé sur le piston de pompage par le régulateur de la pompe d'injection, par lequel le premier orifice de sortie peut être commandé apyres une course de compression variable du piston de pompage, un second conduit de décharge étant disposé dans le piston de pompage et pouvant être relié, par l'intermédiaire d'un second orifice de sortie sur le piston de pompage, à une rainure annulaire prévue dans la surface latérale du cylindre de la pompe, rainure par l'intermédiaire de laquelle le second orifice de sortie peut être relié à la chambre de pompage en étant commandé par l'une des arêtes de limitation de la rainure annulaire, le second conduit de décharge pouvant être commandé à la fin de la course de compression du piston d po!n- page par le tiroir annulaire au moyen d'un troisième orifice de sortie. Dans une telle pompe d'injection, connue d'après le document DE-PS 26 44 698, le premier orifice de sortie et le troisième orifice de sortie sont commandes par la face supérieure plane du tiroir annulaire, le troisième orifice de sortie étant ouvert lors de la course de compression du piston de pompage plus t8t que le premier orifice de sortie. Le troisième orifice de sortie est alors constamment ouvert dans toutes les conditions de fonctionnement excepté la phase de démarrage et la liaison entre le deuxième orifice de sortie et la chambre de pompage n'est réalisée que pendant une course préliminaire h relativement courte v du piston de pompage, de sorte que du carburant ne peut s'écouler de la chambre de pompage au côté de décharge que dans ce domaine de course du piston de pompage.On doit ainsi maintenir un début de refoulement constant par rapport à la course du piston de pompage. Lors du démarrage du moteur à combustion interne, la quantité de carburant s'écoulant dans les autres domaines de fonctionnement est cependant comprise dans la quantité supplémentaire de démarrage et on obtient, en outre, par rapport au décalage d'injection normal qui peut avoir lieu par rotation relative de la commande du piston de pompage vis-à-vis de la commande de la pompe, un décalage vers l'avance du début d'injection dans la phase de démarrage. Il est, en outre, connu, d'après le document DE-OS 15 76 310, dans une pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne à allumage non-commandé, de prévoir un dispositif avec lequel, lors du fonctionnement au ralenti du moteur à combustion interne, seule est alimenté en carburant la moitié des cylindres que comporte le moteur à combustion interne correspondant. Cela a lieu, dans ce cas, avec une pompe d'injection en ligne dans laquelle les pistons de pompage prévus pour ne pas injecter lors du fonctionnement au ralenti présentent des arêtes de commande ayant une forme s'écartant de celle des arêtes de commande des autres pistons de pompage et qui permettent un refoulement nul lors du fonctionnement au ralenti. Cette réalisation ne peut cependant pas Btre transposée aux pompes d'injection à distributeur. L'invention a pour but déviter ces insuffisances et concerne, à cet effet, une pompe dtinjection du type ci-dessus caractérisée en ce que des évidements sont disposés de fanon répartie sur une arête de commande du tiroir annulaire en fonction du choix des courses de compression du piston de pompage pour lesquelles le refoulement du carburant doit être empêché au moins en partie, ces évidements étant associés aux positions respectives du troisième orifice de sortie et exclusivement à celles-ci lors des courses de compression du piston de pompage et ouvrant ce troisième orifice de sortie au cours de la course de compression du piston de pompage plus tot que le premier orifice de sortie. Par rapport aux réalisations connues, la pompe d'injection de carburant conforme à l'invention a pour avantage que l'on peut intentionnellement arrêter, avec une très faible dépense, l'envoi du carburant à une partie des cylindres alimentés par la pompe d'injection de carburant lors du fonctionnement du moteur à combustion interne au ralenti. Suivant le réglage, on peut aussi réduire la quantité d'injection de carburant destinée à ces cylindres dans le domaine des charges partielles. Il est, en même temps, possible d'envoyer, par exemple au ralenti, une quantité d'injection de carburant plus élevée aux autres cylindres du moteur à combustion interne pour compenser la perte d'entrainement.Par le réglage du tiroir annulaire commandé par le régulateur de la pompe à injection de carburant, on peut obtenir une transition coulissante entre les cylindres complètement coupés, en passant par une injection réduite de ces cylindres, jusqu'à une injection non reduite dans ces cylindres dans les domaines de charges élevées. Des dispositions indiquées dans la suite permettent dobtenir des modes de réalisation avantageux et des perfectionnements de la pompe dtinjec- tion de carburant conforme à l'invention. Suivant un mode de réalisation, la pompe selon l'invention est caractérisée en ce que le second orifice de sortie est, à chaque début de la course de compression du piston de pompage, relié à la chambre de pompage par l'intermédiaire de la rainure annulaire et en ce que, à partir dune course de refoulement de la pompe correspondant à une quantité dtinjec- tion de carburant supérieure au double de la quantité de ralenti, la liaison entre la chambre de pompage et le second orifice de sortie par l'arête de limitation de la rainure annulaire est interrompue. On obtient ainsi une possibilité simple pour fixer le point pour lequel il n1y a plus de réduction de la quantité d'injection de carburant lorsque la charge croit. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant deux exemsses de réalisation de l'invention; dessins dans lesquels; - la figure 1 représente un premier exemple de réalisation de l'invention; - - la figure 2 est une coupe transversale effectuée suivant la ligne II-II de la figure 1, perpendiculairement à l'axe du piston de pompage, - la figure 3 représente un second exemple de réalisation du premier conduit de décharge et du second conduit de décharge; - la figure 4 représente la disposés tion des arêtes de commande du premier exemple de réalisation vis- & vis d'une courbe de mouvement du piston dans un cas de ralenti;; - la figure 5 représente la disposition des arêtes de commande vis-à-vis de la courbe de mouvement du piston de pompage, dans le cas du fcnctionnement à pleine charge de la pompe d'injection de carburant. La figure 1 représente schématique ment une pompe d'injection de carburant, du type de construction à distributeur, comportant un carter 1 dans lequel est encastrée une chemise de cylindre 3. Un piston de pompage 4 est disposé dans l'alésage cylindrique 2 de la chemise 3. A l'extrémité ferme du cylindre 2, le piston 4 délimite une chambre de pompage 5. Ce piston est entrainé par des moyens non représentés, de façon en soi connue, suivant un mouvement alternatif et en même temps tournant. La chambre de pompage de cette pompe est alimentée en carburant, à partir d'une chambre d'aspiration 9, par des rainures longitudinales 7 disposées dans la surface latérale du piston de pompage et plusieurs perçages 8 passant dans le carter et traversant la chemise de cylindre 3, l'alimentation ayant lieu lorsque le piston de pompage 4 effectue une course d'aspiration. La chambre d'aspiration 9 est alimentée en carburant par une pompe de refoulement 11 à partir d'un réservoir de stockage de carburant 12. La pression régnant dans la chambre d'aspiration 9 est commandée en fonction de la vitesse de rotation, de façon en soi connue, au moyen d'une soupape de commande de pression 13, de sorte que la pression augmente dans la chambre d'aspira- tion lorsque la vitesse de rotation s'élève. A partir de la chambre de pompage 5, un premier conduit de décharge 15 passe dans le piston de pompage. Ce conduit 15 traverse la partie du piston de pompage pénétrant dans la chambre d'aspiration 9 à partir de la douille de cylindre 3 et peut entre relié à cette chambre d'aspiration 9 de la pompe par un premier orifice de sortie 16. Cet orifice de sortie est commandé par un tiroir annulaire 17 coulissant sur le piston de pompage. Du conduit de décharge 15 partent des perçages radiaux 18 allant aux rainures longitudinales 7, ces perçages assurant, lors du recouvrement entre les rainures longitudinales 7 et les perçages 8, la liaison entre la chambre d'aspiration 9 et la chambre de pompage 5.Du conduit de décharge 15 part, en outre, un perçage transversal 19 dans la partie du piston de pompage 4 s'avançant dans la douille de cylindre 3, ce perçage débouchant dans une rainure longitudinale 20 servant de rainure distributrice et coopérant avec des conduites de refoulement 21 régulièrement reparties sur le pourtour du piston de pompage. Les conduites de refoulement 21 sont prévues pour correspondre au nombre des cylindres à alimenter du moteur à combustion interne et sont mises successivement en liaison, pendant la course de compression ou de refoulement du piston de pompage, avec la rainure longitudinale distributrice 20. En conséquence, le piston de pompage agit pendant sa rotation comme un distributeur dans les différentes conduites de refoulement du carburant refoulé par le mouvement de pompage du piston de pompage.Les conduites de refoulement vont aux différents cylindres du moteur à combustion interne en passant par des soupapes de refoulement et des soupapes d'injection non représentées. Pendant la course de refoulement du piston de pompage 4, du carburant est par conséquent refoulé dans les injecteurs par l'intermédiaire du premier conduit de décharge 15, pour autant que le premier orifice de sortie 16 soit formé par le tiroir annulaire 17. Le tiroir annulaire est déplacé sur le piston de pompage 4, par l'intermédiaire d'un levier de manoeuvre 23 s'engageant, par une tette 24, dans un évidement 25 de ce tiroir et pivotant autour d'un axe 26, par un régulateur non représenté de façon particulière, par exemple en fonction de la charge et de la vitesse de rotation. Un déplacement vers le bas du tiroir annulaire 17 agit alors de façon telle que l'orifice de sortie 16 est ouvert toujours plus tat pendant la course de refoulement du piston de pompage. La chambre de pompage 5 est ainsi déchargée toujours plus tat et, à partir de cet instant, il n'est plus refoulé de carburant sous pression dans les conduites de refoulement 21.Le premier conduit de décharge sert alors aussi bien au remplissage en carburant de la chambre de pompage pendant la course d'aspiration qu'au refoulement de la quantité de carburant à injecter et à la décharge à la fin de l'injection prévue. Dans la position supérieure du tiroir annulaire 17, l'orifice de sortie 16 peut être maintenu formé au maximum pendant la totalité de la course de refoulement du piston de pompage, de sorte que, dans ce cas, la quantité de carburant maximale arrive à l'injection. Cette position est la position qui correspond au démarrage du moteur à combustion interne. Dans le piston de pompage est en outre prévu un second conduit de décharge 28 avec un second orifice de sortie 29 prévu sur le piston de pompage, cet orifice débouchant à l'intérieur de la douille de cylindre et coopérant avec une rainure annulaire 30 disposée dans la surface latérale du cylindre 2. Cette rainure annulaire est en outre en liaison constante avec le premier conduit de décharge 15 par un conduit transversal 31 du piston de pompage. L'autre extrémité du second conduit de décharge 28 débouche dans un troisième orifice de sortie 32 du piston de pompage qui, dans exemple de réalisation représenté, se trouve dans le même plan perpendiculaire i l'axe du piston de pompage que le premier orifice de sortie 16. Ainsi, le troisième orifice de sortie 32 est également commandé par le tiroir annulaire 17. Comme cela apparait, en outre, sur une coupe suivant un plan perpendiculaire à l'axe du piston de pompage au-dessus du tiroir annulaire 17, conformément à la figure 2, le tiroir annulaire comporte des évidements 34 qui, dans l'exemple représenté, sont au nombre de quatre, régulièrement répartis sur le pourtour du piston de pompage. On voit, en outre, sur la figure que le troisième orifice de sortie 32 du piston de pompage se trouve toujours en recouvrement avec l'un des évidements 34 lorsque le premier orifice de sortie 16 du piston de pompage n'est pas en recouvrement avec l'un de ces évidements 34.Dans la position représentée, c'est-à-dire en cas de recouvrement du troisième orifice de recouvrement 32 avec l'un des évidements 34, le piston de pompage est dans sa course de refoulement, ce qui serait également le cas pour le recouvrement avec l'un des autres évidements 34. La pompe d'injection de carburant décrite précédemment fonctionne comme indiqué ciaprès. Cette pompe d'injection de carburant est prévue pour l'alimentation d'un moteur à combustion interne à huit cylindres et comporte huit conduites de refoulement 21 réparties sur son poT-rtourç Le piston de pompage effectue donc huit courses de refoulement par tour. Au cours de ces courses du carburant est refoulé dans l'une des conduites de refoulement de carburant tant que le tiroir annulaire 17 ferme le premier orifice de sortie 16.Dans la réalisation particulière de la pompe conforme à l'invention, la chambre de pompage peut cependant être déchargée vers la chambre d'aspiration 9 de la pompe à un instant plus avancé par l'intermédiaire du premier conduit de décharge 15, du conduit transversal 31, de la rainure annulaire 30, du second conduit de décharge 28 et du troisième orifice de sortie 32, dès que le troisième orifice de sortie 32 vient en recouvrement avec l'un des évidements 34. En fonction de la position du tiroir annulaire 17, il est donc possible d'arrêter complètement le refoulement du carburant dans la conduite de refoulement 21 correspondante, notamment à faible charge. Avec un réglage de charge du tiroir annulaire correspondant au ralenti du moteur à combustion interne, le troisième orifice de sortie 32 est ouvert dès le début de la course de refoulement du piston de pompage. Lors de la poursuite du refoulement, le premier orifice de sortie 16 est également ouvert par l'arête supérieure du tiroir annulaire 17, de sorte que la chambre de pompage 5 peut aussi être déchargée par l'intermédiaire de cet orifice de sortie. Le second orifice de sortie 29 n'est séparé de la rainure annulaire 30 qu'après la poursuite de la course de compression et est formé par la paroi du cylindre 2. La chambre de pompage 5 demeure, jusqutà la fin de la course de compression du piston de pompage, reliée à la chambre d'aspiration de la pompe par l'intermédiaire du premier orifice de sortie 16. Il ne se produit donc aucune injection. Au cours de la course d'aspiration qui suit, la chambre de pompage est remplie de carburant par l'intermédiaire des perçages 8, de la rainure longitudinale 7 et des perçages radiaux 18. Au cours de la course de refoulement qui suit, le piston de pompage 4 a tourné dans une mesure telle que le troisième orifice de sortie 32 se trouve exactement entre deux évide ments 34, ce qui est également valable pour le premier orifice de sortie 16. Dans ce cas, il ne se produit aucune commande d'ouverture avancée de la chambre de pompage, de sorte que le carburant est refoulé de la façon habituelle dans la conduite de refoulement de carburant correspondante. Avec cette réalisation, on supprime notamment lors du fonctionnement au ralenti, le refoulement pendant une course de refoulement sur deux, de sorte qu'au ralenti seule la moitié des cylindres du moteur à combustion interne est alimentée en carburant. Les cylindres qui entrainent ainsi le moteur à combustion interne fonctionnent à une charge plus élevée, par exemple avec une quantité de ralenti double de celle qui aurait lieu avec un fonctionnement classique sans coupure de cylindres. Le besoin en carburant plus élevé des cylindres ainsi en fonctionnement est réglé automatiquement par le régulateur. Avec un moteur à combustion interne fonctionnant de cette façon, on obtient, pour le ralenti du moteur, une injection de carburant plus uniforme et une combustion améliorée, ce qui entraine une économie de carburant et une réduction des produits nocifs dans les gaz d'échappement. Dans l'exemple représenté en figure 1, il faut que le piston de pompage effectue la course sE en partant du point mort inférieur pour que le premier orifice de sortie 16 soit dégagé par le tiroir annulaire 17. Il faut en outre que le piston de pompage effectue une course Sx en partant du point mort inférieur pour que le troisième orifice de sortie 32 vienne en recouvrement avec ltun des évidements 34. En partant du point mort inférieur, il faut que le piston de pompage 4 effectue une course N X pour que le second orifice de sortie 29 ne soit plus en recouvrement avec la rainure annulaire 30. Les relations entre ces côtes sont reportées aux figures 4 et 5 sur la courbe 36 des déplacements du piston en fonction de l'angle de rotation . La figure 4 est valable pour le cas du ralenti. On a, en outre, indiqué sur ces figures une course h qui correspond à la course v que doit parcourir le piston de pompage à partir du point mort inférieur pour qu'une rainure annulaire 37, pratiquée dans la surface Latérale du piston de pompage et qui est reliée aux rainures longitudinales 7, ne soit plus en recouvrement avec les perçages 8. La rainure annulaire 37 a pour rôle de maintenir la liaison entre la chambre d'aspiration et la chambre de pompage 5 même lorsque les rainures longitudinales 7 ne sont plus en recouvrement avec les perçages 8 par suite de la rotation du piston. Cette liaison n'est interrompue, indépendamment de la position de rotation du piston de pompage, qu'après une course initiale préliminaire h . Cette course préliminaire hv est v également reportée sur les diagrammes de la figure 4 et de la figure 5. Pour la mise en pratique de l'invet- tion décrite précédemment, la réalisation d'une telle course préliminaire n'est pas absolument nécessaire. Le diagramme de la figure 4 représentant les conditions de ralenti du moteur à combustion interne montre que la course W E est inférieure à la course c'est-à-dire que la décharge par le premier orifice de sortie 16 commence avant que le second conduit de décharge 28 soit coupé de la chambre de pompage par fermeture du second orifice de sortie 29.On voit en outre qu'il est prévu une course de refoulement S - N avant que le troisième orifice de sortie 32 soit ouvert. Sx est alors inférieure à hvx, ce qui résulte également de la relation avec W E. Le volume de refoulement s -h est cependant si faible qu'il ne suffit x pas à provoquer un refoulement dans l'une des conduites de refoulement 21, mais tout au plus à établir une pression et un soulèvement partiel de la soupape de décharge correspondante. Lorsque, par relèvement du tiroir annulaire 17, la côte Sx est augmentée, il se produit x un lent accroissement de la fraction de refoulement dans les cylindres choisis pour la coupure au ralenti. Cela donne une transition continue dans le domaine des charges partielles. Au plus tard à pleine charge, la valeur de S est alors suffisamment grande pour dépasser x la valeur hvx . Dans ce cas, le second orifice de sortie 29 est fermé avant que le troisième orifice de sortie 32 soit dégagé par l'un des évidements 34. En conséquence, toute la quantité qui peut entre refoulée par le piston de pompage est injectée jusqu'a l'ouverture du premier orifice de sortie 16. Dans le premier exemple de réalisation représenté en figure 1, le premier orifice de sortie 16 et le.troisième orifice de sortie 32 se trouvent dans un même plan perpendiculaire à l'axe du piston de pompage. Cette disposition constitue une construction réalisable en pratique mais qui n'est cependant pas une condition pour la mise en application de l'idée de l'invention. La figure 3 représente une réalisation dans laquelle le troisième orifice de sortie 32 est disposé au m8me emplacement que dans ltexemple de réalisation suivant la figure 1 avec une face frontale supérieure du tiroir annulaire 17' de forme similaire. Dans cette réalisation, le premier orifice de sortie 16t débouche un peu plus bas et coopère avec une rainure annulaire 39 du tiroir annulaire 17'. La rainure annulaire 39 est reliée à la chambre d'aspiration de la pompe par des perçages radiaux 40. REVENDICATIONS 1- Pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, comportant un piston de pompage (4) effectuant un mouvement alternatif dans un cylindre et tournant en même temps, en servant alors de distributeur, la quantité de carburant refoulée par le piston ds pompage étant modifiée par commande d'un premier orifice de sortie (16) sur 4e piston de pompage (4) d'un premier conduit de décharge (15) disposé dans le piston de pompage en partant de la chambre de pompage (5), au moyen d'un tiroir annulaire (17) déplacé sur le piston de pompage par le régulateur de la pompe d'injection, par lequel le premier orifice de sortie (16) peut être commandé après une course de compression variable du piston de pompage, un second conduit de décharge (28) étant disposé dans le piston de pompage et pouvant être relié par l'intermédbiaire d'un second orifice de sortie (29) sur le piston de pompage, à une rainure annulaire (30) prévue dans la surface latérale du cylindre (2) de la pompe, rainure par +'intermédiaire de laquelle le second orifice de sortie peut être relié à la chambre de pompage (5) en étant commandé par l'une des arêtes de limitation de la rainure annulaire, le second conduit de décharge (28) pouvant être commandé à la fin de la course de compression du piston de pompage par le tiroir annulaire (17) au moyen d'un troisième orifice de sortie (32), caractérisée en ce que des évidements (34) sont disposés de façon répartie sur une arête de commande de tiroir annulaire (17) en fonction du choix des courses de compression du piston de pompage pour lesquelles le refoulement du carburant doit être empêché au moins en partie, ces évidements étant associés aux positions respectives du troisième orifice de sortie (32) et exclusivement à celles-ci lors des courses de compression du piston de pompage et ouvrant ce troisième orifice de sortie au cours de la course de compression du piston de pompage plus tôt que le premier orifice de sortie (î6). 2- Pompe dcinjection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second orifice de sortie (29) est, à chaque début de la course de compression du piston de pompage, relié à la chambre de pompage (5) par l'intermédiaire de la rainure annulaire (30) et en ce que, à partir d'une course de refoulement de la pompe correspondant à la quantité d'injection de carburant supérieure au double de la quantité de ralenti, la liaison entre la chambre de pompage (5) et le second orifice de sortie (29) par l'arête de limitation de la rainure annulaire est inter rompue. 3- Pompe d'injection de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que le premier orifice de sortie (16) et le troisième orifice de sortie (32) sont disposés dans un plan commun perpen diculaire à l'axe du piston de pompage. 4- Pompe d'injection de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que le troisième orifice de sortie (32) et/ou le premier orifice de sortie (16) sont commandés par la face frontale supérieure du tiroir annulaire (17) dirigée vers le point d'extrémité de Za course de compression du piston de pompage. 5- Pompe dtinjection de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que le troisième orifice de sortie (32) et/ou le premier orifice de sortie (16) peuvent être commandés par une arête de limitation d'une rainure annuaire (39) disposée sur la surface latérale intérieute du tiroir annulaire (171). ( Pompe d'injection de carburant selon l'une quel.conque c'es rr;-ndications 1 à 5, carac- térisée en ce que des rainures longitudinales de remplissage (7) sont prévues avec une disposition répartie sur pourtour du piston de pompage, ces rainures étant constamment reliées à la chambre de pompage (5) et coopérant avec des perçages d'aspiration (8) répartis de façon correspondante sur le pourtour du cylindre, et en ce que les rainures longitudinales de remplissage (7) sont reliées à une rainure annulaire (37), par laquelle les perçages d'aspiration (8) demeurent en liaison avec les rainures longitudinales de remplissage (7) après le début de la course de refoulement du piston de pompage en étant commandés par l'arête de limitation inférieure des rainures transversales pendant une course préliminaire déterminée (hv)