Brevet FR2529260A1 — publié le 19831230

Pompe d'injection de carburant répartitrice ". Etat de la technique - L'invention part d'une pompe d'injection de carburant avec au moins une chambre de travail délimi- tée dans un cylindre par un piston de pompe, chambre qui lors de la course de refoulement du piston de pompe est susceptible d'être reliée par l'intermédiaire d'au moins une canalisation de refoulement avec l'emplacement d'in- jection de carburant qui lui est associé, et qui, lors de la course de remplissage du piston de pompe est suscep- tible d'être reliée avec un canal d'alimentation en carbu- rant et avec un canal d'évacuation aboutissant à une cham- bre d'accumulation, la liaison de ce canal d'évacuation avec la chambre de travail étant susceptible d'être com- mandée à partir d'une course réglable du piston de pompe par une arête de commande déplacée en synchronisme avec l'entrainement du piston de pompe, la position relative du point de commande de cette arête de commande étant susceptible d'être modifiée par rapport à un point de référence de l'entraînement du piston de pompe Dans le cas d'une telle pompe connue par le document DE-PS 915 163, la pompe d'injection est réalisée sous la forme de ce que l'on appelle une buse de pompe avec un piston de pompe dont la face frontale délimite une chambre de travail de la pompe et commande le perçage d'alimentation par lequel la chambre de travail de la pompe est remplie. Il est en outre prévu une rainure de commande s'étendant obliquement sur la surface enveloppe du piston de la pompe, qui coopère avec une rainure reliée à la chambre de tra- vail de la pompe et qui, lorsqu'il y a recouvrement avec cette rainure pendant la course de refoulement du piston de la pompe, laisse s'écouler le reste du carburant trans- porté vers un réservoir de surplus, le transport à partir de la chambre de travail de la pompe vers un emplacement d'injection étant simultanément interrompu La chambre de surplus est découplée de la source d'alimentation en car- burant par une soupape de retenue Par rotation du piston de la pompe, la chambre de travail est commandée plus tôt ou plus tard pendant la course de refoulement du piston de la pompe et détermine ainsi la quantité de carburant arrivant à l'injection Le carburant s'écoulant pendant la course résiduelle de refoulement est emmagasiné et lors du début de la course d'aspiration du piston de la pompe, il est ramené en priorité à la chambre de travail Le début de l'injection de cette pompe d'injection est déter- miné par la fermeture du perçage d'alimentation vers la chambre de travail ou bien par le début de la course de refoulement du piston de la pompe Le réglage du début de l'injection s'effectue par l'intervention de l'entrai- nement du piston de la pompe. Dans le cas de cette pompe drinjection de carburant par laquelle seul un emplacement d'injection unique peut être alimenté en carburant, le réservoir doit pouvoir recevoir une quantité variable de carburant, cons- tituée par la différence entre la quantité d'injection maximale et la quantité d'injection minimale De ce fait, le réservoir est relativement important En outre, des moyens mécaniques couteux sont nécessaires pour le réglage de l'instant d'injection et de la quantité d'injection. La course de refoulement s'effectue dans cette réalisa- tion de façon désavantageuse, toujours au même point de la courbe de relèvement de la came, si bien que la carac- téristique d'injection ne peut pas être influencée et varie de façon désavantageuse après chaque quantité d'in- jection sans pouvoir être modifiée. Avantages de l'invention - La pompe d'injection de carburant con- forme à l'invention est caractérisée en ce que le canal d'alimentation en carburant est relié à une installation de dosage de quantité de carburant qui, fonctionnant avec des moyens électromécaniques, est susceptible d'être commandée par une installation électrique de commande, l'arête de commande étant en outre disposée sur la sur- face enveloppe d'un répartiteur tournant en synchronisme par rapport aux pistons de pompe et guidée dans un cylindre, ce répartiteur comportant un orifice de répar - tition relié à la chambre de travail de la pompe, ori- fice grâce auquel les multiples canalisations de refou- lement partant chacune d'un cylindre, sont chacune suc- cessivement susceptibles d'être reliées à la chambre de travail de la pompe pendant la course de refoulement du piston de pompe, tandis que la position relative du point de commande de l'arête de commande est suscepti- ble d'être modifiée par rapport à un point de référence de l'entraînement du piston de pompe en fonction de paramètres de fonctionnement, présente par contre l'avantage qu'un moteur à combustion interne peut être alimenté en carburant par une pompe d'injection répar- titrice, pour laquelle la position de la phase d'in- jection pendant la course de refoulement possible du piston de la pompe, peut être située dans une partie souhaitée du relèvement de la came de l'entraînement de celle-ci Le dosage du carburant s'effectue alors de façon avantageuse dans la zone de q basse pression avec une précision élevée et est de façon simple susceptible d'être contrôlé avec des moyens élec- tromacaniques. Dessins - Deux exemples de réalisation de l'objet l'invention sont représentés de façon simplifiée sur les dessins, et vont être décrits plus en détail ci-dessous. la figure 1 est une coupe longitudinale d'une première forme de réalisation de l'invention; la figure 2 montre la courbe d'accrois- sement de la pression del'entraînement à came entraînant le piston-de la pompe; les figures 3 à 7 montrent des phases individuelles de la rainure de commande en rapport avec les perçages de commande débouchant dans le cylindre o est logé le répartiteur; la figure 8 montre en coupe partielle un second exemple de réalisation d'une pompe d'injection de carburant représentée de façon simplifiée. Dans un bottier 1 d'une pompe d'injec- tion répartitrice, un répartiteur 2 est monté sous la forme d'un arbre entraîné dans un cylindre 3 et il est pressé par un ressort 4 dans la direction axiale contre une butée 5 En outre, dans le bottier 1 des pistons de pompe 7 sont susceptibles d'être déplacée dans des perçages 8 partant radialement dans un plan du cylindre 3. Ces pistons de pompe sont entraînés par un anneau de came 9 qui entoure en forme de cuvette les pistons et qui est entraîné par un arbre d'entra Inement, non représenté, de la pompe d'injection de carburant Le répartiteur est couplé avec l'anneau de came 9 par l'intermédiaire d'une douille 11 qui est susceptible d'être déplacée par une bobine magnétique 12 Le couplage entre la douille 11 et le répartiteur 2 s'effectue au moyen d'une broche 14 qui vient en prise dans un évidement 15 s'étendant oblique- ment sur le répartiteur 2 lors du déplacement longitudi- nal de la douille-il il s'effectue ainsi une rotation relative ou répartiteur 2 par rapport à l'anneau de came 9. les pistons de pompe 7 délimitent dans le perçage 8 côté répartiteur, une chambre de travail de pompe 16, des chambres de travail individuelles des pistons 7 étant reliées ensemble par une rainure annulaire 17 prévue sur la surface enveloppe du répartiteur 2 De cette rainure annulaire part, dans la direction longitudinale, une rainure de commande 19, grâce à laquelle les multiples perçages de commande sont susceptibles d'être reliés avec la chambre 16 de travail de la pompe. L'alimentation en carburant de la pompe d'injection de carburant s'effectue grâce à une pompe de refoulement 20, qui refoule le carburant dans un canal d'alimentation de carburant 21 Celui-ci débouche dans le cylindre 3 et aboutit enfin sous la forme d'un canal d'alimentation en carburant 2 la à une installation de dosage de carbu- rant 23 La liaison entre les canaux d'alimentation de carburant 21 et 2 la est commandée par deux canaux de commande 24 se coupant à angle droit dans le répartiteur 2. L'installation de dosage du carburant est constituée d'un piston d'emmagasinement 25 qui est susceptible d'être déplacé contre l'action d'un ressort 26 jusqu'à une butée réglable 27 et dont le trajet dans le sens de l'action du ressort, est limité dans l'autre sens par une butée réglable 28 la chambre d'emmagasinement 29 déli- mitée par le piston 25 est en liaison permanente avec tous les orificesd'alimentation 31 qui en étant disposés dans un plan radial autour du répartiteur à des intervalles correspondant à la succession d'injection, de façon cor- respondante au nombre des cylindres à alimenter du moteur à combustion interne, débouchent dans le cylindre 3 Dans ce cas, il est prévu comme dans le cas des canaux de commande 21, quatre orifices de commande 24 ou orifices d'alimentation 31. Le réglage de la butée réglable 28 s'effectue par un aimant de réglage 32 en fonction de la vitesse de rota- tion souhaitée et des paramètres de fonctionnement du moteur-à combustion interne La commande de l'aimant de réglage s'effectue par une installation de commande connue par ailleurs, non représentée plus en détail. Parallèlement aux orifices d'alimentation, des orifices d'évacuation 33 partent dans un second plan radial du cylindre 3, selon le môme nombre et la même répartition que les orifices d'alimentation 31 Tous ces orifices d'évacuation sont reliés par un canal d'évacua- tion 34 aboutissant à une chambre d'accumulation 35 Cette chambre d'accumulation est une chambre fermée et limitée susceptible d'être modifiée par un piston d'accumulation 36 soumis à l'action d'un ressort Le point d'intervention du piston d'accumulation 36 peut être modifié par une vis de réglage 37. Dans un troisième plan radial, sont prévus, de façon correspondante au nombre des cylindres et de façon correspondante à la succession d'injections, des orifices de refoulement 38, à partir desquels des canaux de refou- lement 30 aboutissent aux emplacements d'injection indivi- duels. L'association des orifices de commande, des orifices d'alimentation, des orifices d'évacuation et des orifices de refoulement par rapport à la rainure de commande 19, ressort de la succession des figures 3 à 7 La rainure de commande 17 constitue une rainure longitudinale qui englobe l'ensemble des trois plans radiaux dans lesquels sont disposés les orifices d'alimentation 31, les orifices d'évacuation 33 et les orifices de refoulement 38 Au voisinage des orifices de refoulement 38, la rainure de commande est élargie dans la direction périphérique En outre, cette rainure de commande comporte, au voisinage des orifices d'évacuation, une arête de commande 40 s'étendant dans le sens de rotation du répartiteur. En se référant à la succession des figures 4 à 7, le mode de fonctionnement de la pompe va maintenant être expliqué Dans une première position selon la figure 3, l'un des canaux de commande 24 a réalisé la liaison entre la canalisation d'alimentation en carburant 21 et la canalisation d'alimentation en carburant 21 a. Cette situation est visible sur la coupe V-V En outre, on voit dans le plan de coupe IV IV que la rainure de commande est en recouvrement avec l'un des orifices de refoulement 38 Tous les autres orifices sont fermés par le répartiteur 2, comme le montre le développement du cylindre 3 et de la surface enveloppe du répartiteur 2 sur la figure 3 On peut voir en outre dans le plan I-I que les deux pistons de pompe 7 se trouvent précisément au début du relèvement de came 41 qui leur est associé. Dans cette position du carburant est amené par les pompes 20 à la chambre d'emmagasinement 29, si bien que le piston d'accumulation 25 est soulevé de la butée réglable 28 et est poussé contre l'action du ressort 25 sur la butée fixe 28 La rotation de l'anneau de came 9 se poursuivant, le déplacement vers l'intérieur du piston 7 ainsi que le refoulement du carburant à partir de la chambre de travail 16 et par l'intermédiaire de la rainure de commande 19 dans le canal de refoulement 39 s'effectuent alors. La figure 4 montre la position de fonctionnement suivante Sur cette figure l'arête de commande 40, ayant avancée, de la rainure de commande 19, atteint l'un des orifices d'évacuation 33 Avec chaque rotation suivante, l'orifice d'évacuation 33 est ouvert et le carburant désormais refoulé par le piston de pompe, par l'intermé- diaire du canal d'évacuation 34 est refoulé dans la chambre d'accumulation 35 Simultanément la liaison entre les canaux d'alimentation en carburant 21, 21 a est inter- rompuesi bien que la séquence de dosage pour l'installa- tion de dosage 23 est terminée. Jusqu'à l'emplacement le plus haut du relèvement de came, le carburant résiduel est maintenant refoulé dans la chambre d'accumulation 35 Les pistons de pompe 7 parviennent alors sur le flanc descendant du relèvement de came 41, et le carburant emmagasiné dans la chambre d'accumulation 35 est amené à nouveau à la chambre de travail Lors de cette course des pistons de pompe, c'est- à-dire la course d'aspiration, un des orifices d'alimenta- tion 31 est en outre ouvert, si bien qu'en supplément le carburant emmagasiné dans l'installation de dosage de carburant 23, est envoyé dans la chambre de travail 16 A la fin du processus de remplissage, la liaison vers l'ori- fice d'alimentation 31 et l'orifice d'évacuation 33 est fermée, conformément à la figure 7 Le déplacement du piston de pompe 7 en direction de l'anneau de came corres- pondant alors à la quantité de carburant dosée à laquelle s'ajoute la quantité excédentaire reçue de la chambre d'accumulation 35. Le processus est à nouveau exposé plus en détail sur la figure 2 La quantité de carburant ramenée et emma- gasinée dans la chambre de travail 16 de la pompe est désignée par 4 dans la partie supérieure de la courbe de soulèvement de la came et la quantité de carburant dosée est ensuite désignée par N Selon la charge, N est plus grand ou plus petit le piston de pompe 7 reste à l'arrêt à la fin du dosage FE et lors de son arrivée sur le relèvement de came suivant en SB (début de l'injection) il est à nouveau déplacé dans le sens opposé Pendant la section F; la quantité dosée de carburant N est injectée jusqu'à ce que l'arête de commande 40 avancée mette fin en SE à l'injection La quantité résiduelle refoulée B est alors envoyée dans la chambre d'accumulation 35. Selon la position de rotation du répartiteur, influencée par la position de la douille 11 déplacée contre l'action du ressort, la commande de l'orifice d'évacuation 33 s'effectue plus précocement ou plus tardivement La quantité de carburant envoytée en excès dans la chambre d'accumulation 35 est en conséquence plus grande ou plus réduite La fin de l'injection est fixée par la position de l'arête de commande 40, tandis que, la position de rotation dé l'arête de commande 40 étant maintenue, le début de l'injection dépend de la quantité de carburant à injecter Si la valeur est fixée sur une fin d'injection constante, l'installation de dosage de la quantité de carburant, n'a ainsi besoin d'être actionnée que conformément au désidérata en carburant Si un début d'injection constant est nécessaire, alors la douille 11 doit an plus être déplacée par la bobine magnétique 12. Grâce à l'installation décrite, il est possible dans tous les cas, de situer la partie de refoulement effective de l'ensemble de la course de refoulement du piston 7 dans une zone quelconque de la courbe de relèvement de la came 41 Pour l'accomplissement de la fonction de commande de l'arète de commande 40, il est possible également, dans une variante, de déplacer longitudinalement, le répartiteur 2, la rainure de commande 19 devant alors s'étendre obliquement lorsque l'évidement 15 s'étend parallèlement à l'axe Avantageusement, le dosage de la quantité de carburant injectée s'effectue dans la zone basse pression par accumulation devant le piston d'accu- mulation 25 Ainsi, -on obtient des erreurs de dosage très réduites pouvant résulter de variations de compressibilité du carburant résultant de la dynamique De même, dans ce cas, les influences de la température sont évitées dans une large mesure Au lieu de l'installation de dosage de carburant 23, représentée sur la figure 1 avec le piston d'accumu- lation 25, la quantité dosée peut également âtre mesurée directement pendant la course d'aspiration du piston-de pompe, conformément à un second exemple de réalisation de l'invention représenté sur la figure 8 Dans ce cas, la canalisation d'alimentation en carburant 21 aboutit directement à une soupape de dosage 45 susceptible d'être actionnée électromécaniquement qui est découplée des orifices d'alimentation 31 par une soupape de retenue 44. les perçages de commande 24 de la figure 1, ainsi que la canalisation d'alimentation en carburant 21 a, sont supprimés Avec une soupape magnétique commutant rapidement ou bien avec une piezo-soupape, la quantité de carburant dans le cas de cet exemple de réalisation, peut être dosée en fonction de la durée d'ouverture de la soupape Il est avantageux dans le cas de cette réalisation, que également grâce aux pistons 7 se déplaçant vers l'extérieur uniquement sous la pression de carburant et l'effet de la force centrifuge, la chambre de travail 16 soit équilibrée en pression et que des conditions de fonctionnement évitant les fluctuations dynamiques de remplissage, se présentent pendant la séquence de dosage. /4 REVENDICATIONS ) Pompe d'injection de carburant avec au moins une chambre de travail ( 16) délimitée dans un cylindre par un piston de pompe ( 7), chambre qui lors de la course de refoulement du piston de pompe est susceptible d'être reliée par l'intermédiaire d'au moins une canalisation de refoulement ( 39) avec l'emplacement d'injection de carburant qui lui est associé, et qui, lors de la course de remplissage du piston de pompe est susceptible d'être reliée avec un canal d'alimentation en carburant ( 21, 21 t) et avec un canal d'évacuation ( 34) aboutissant à une chambre d'accumulation ( 35), la liaison de ce canal d'éva- cuation avec la chambre de travail étant susceptible d'être commandée à partir d'une course réglable du piston de pompe par une arête de commande ( 40) déplacée en synchro- nisme avec l'entraînement du piston de pompe, la position relative du point de commande de cette arête de commande étant susceptible d'être modifiée par rapport à un point de référence de l'entraînement du piston de pompe, pompe caractérisée en ce que le canal d'alimentation en carbu- rant ( 21) est relié à une installation de dosage de quantité de carburant ( 23, 43) qui>fonctionnant avec des moyens électromécaniques est susceptible d'être commandée par une installation électrique de commande, l'arête de commande étant en outre disposée sur la surface enveloppe d'un répartiteur ( 2) tournant en synchronisme par rapport aux pistons de pompe et guidée dans un cylindre ( 3), ce répartiteur comportant un orifice de répartition ( 19) relié à la chambre de travail ( 16) de la pompe, orifice grâce auquel les multiples canalisations de refoulement ( 39) partant chacune d'un cylindre, sont chacune succes- sivement susceptibles d'être reliées à la chambre de travail ( 16) de la pompe pendant la course de refoulement du piston de pompe, tandis que la position relative du point de commande de l'arête de commande ( 40) est suscep- 4 d.@ tible d'être modifiée par rapport à un point de référence de l'entraînement du piston de pompe en fonction de para- mètres de fonctionnement. ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le répartiteur comporte un évidement s'étendant obliquement dans lequel est en prise une pièce de couplage ( 11) reliée au piston de pompe, pièce qui est susceptible d'être déplacée axialement par rapport au répartiteur ( 2) en fonction de paramètres de-fonctionnement. ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la position axiale du répartiteur est susceptible d'être modifiée par un dispositif électromécanique de réglage ( 12). 40) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs pistons de pompe ( 7) qui sont guidés dans un plan radial par rapport au répartiteur à l'intérieur de perçages ( 8) fixes dans le bottier, les chambres de travail ( 16) de la pompe inclues dans ces perçages, étant susceptibles d'être reliées entre elles par l'intermé- diaire d'une rainure annulaire ( 17) entourant le réparti- teur et d'être reliées par l'intermédiaire de cette rainure annulaire avec au moins une rainure de commande ( 19) s'étendant sur la surface enveloppe essentiellement en direction longitudinale, ainsi qu'avec l'orifice du répartiteur, les pistons de pompe étant susceptibles d'être déplacés radialement vers l'intérieur pour accomplir leur course de refoulement au moyen d'une came ( 41) mue en synchronisme avec le répartiteur, cependant que les arêtes limitant la rainure de commande, commandent en tant qu'arêtes de commande, aussi bien le canal d'évacuation que le débouché du canal d'alimentation en carburant. ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 4, caractérisée en ce que la rainure de commande ( 19) constitue en même temps l'orifice du répar- titeur.