Brevet FR2526085A1 — publié le 19831104

MECANISME DE REGULATION DESTINE A UNE POMPE A CARBURANT Cette invention se rapporte à un mécanisme de régula- tion destiné à commander, en fonctionnement, le réglage d'un organe de contrôle du débit de carburant d'une pompe d'injection de carburant du type destiné à alimenter en car- burant un moteur a combustion interne, le mécanisme comprenant un premier levier pivotant relié, en fonctionnement, à l'organe de commande du débit de carburant, un mécanisme sensible à la vitesse couplé audit premier levier et agencé de sorte que lorsque la vitesse augmente, une force croissante est appli- quée sur le levier, dans une direction qui déplace le levier de telle sorte que la quantité de carburant fournie au moteur est réduite, un second levier pivotant, un ressort principal de régulation relié fonctionnellement audit second levier, ledit ressort principal de régulation étant constitué par un ressort précontraint, des moyens de manoeuvre manuels fonc- tionnant par l'intermédiaire dudit ressort principal de régu- lation afin de modifier le réglage dudit second levier, une butée de débit maximum de carburant fonctionnant de manière à limiter le mouvement du second levier, lesdits premier et second leviers étant destinés à venir en contact l'un avec l'autre de sorte que lorsque les moyens de manoeuvre manuels sont déplacés dans une direction, l'organe de commande du débit de carburant est déplacé dans une direction qui corres- pond à l'augmentation de la quantité de carburant fournie et vice-versa, la force exercée par ledit mécanisme sensible à la vitesse étant supérieure à la force nécessaire pour déflé- chir le ressort principal de régulation lorsque, en fonction- nement,la vitesse du moteur s'élève au-dessus d'une valeur prédéterminée, et un ressort de rappel fonctionnant en coopé- ration avec le mécanisme sensible à la vitesse afin de com- mander la vitesse de ralenti du moteur, lorsque lesdits moyens de manoeuvre manuels sont amenés dans une position de débit minimum de carburant. Il est bien connu que certains types de pompes à injec- tion présentent une courbe caractéristique,donnant le débit en fonction de la vitesse,qui est décroissante, ce qui signi- fie que lorsque la butée de débit maximum de carburant est en fonctionnement, la quantité de carburant fournie par la pompe diminuera lorsque la vitesse du moteur augmentera Ceci a pour effet que la puissance maximum disponible sur le moteur sera réduite lorsque la vitesse du moteur augmentera. Il est également bien connu que certains moteurs peuvent tolérer une augmentation de la quantité maximum de carburant fournie lorsque la vitesse du moteur augmente, et un exemple particulier de ce type de moteur est un moteur suralimenté par turbocompression, pour lequel il est essentiel, si l'on veut bénéficier des avantages procurés par la suralimentation par turbocompression, d'augmenter la quantité maximum de carburant qui peut être fournie lorsque le dispositif de suralimentation par turbocompression devient efficace, afin d'augmenter la pression de l'air fournie au moteur. L'objet de la présente invention est de proposer un mécanisme de régulation du type spécifié ci-dessus et dans une forme de réalisation simple et pratique. Conformément à l'invention, un mécanisme du type spéci- fié ci-dessus comprend un organe élastique destiné à posi- tionner le pivot du premier levier contre le mouvement dé à la force développée par ledit mécanisme sensible à la vitesse, la force exercée par ledit organe élastique étant surmontée lorsque la vitesse du moteur associé augmente, de manière à permettre audit premier levier d'être déplacé dans une direction qui correspond à un déplacement de l'organe de commande du débit de carburant tel qu'il augmente la quantité de carburant fournie au moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une représentation schématique du mécanisme de régulation, les figures 2 et 3 sont des graphiques illustrant le fonctionnement du mécanisme, et les figures 4 et 5 représentent des composants supplé- mentaires qui peuvent être ajoutés au mécanisme de la figure 1 pour donner une commande de distribution. En se référant à la figure 1 des dessins, le mécanisme de régulation comprend un premier levier pivotant 10 qui est monté pivotant sur un pivot 11 Une extrémité du levier est couplée à un manchon 12 déplaçable axialement et qui, à son tour, est couplé à l'organe de commande du débit du carburant d'une pompe d'injection de carburant 13 L'autre extrémité du levier 10 est en contact avec l'organe de sortie d'un mécanisme sensible à la vitesse, et désigné d'une manière générale par la référence 14, ce mécanisme étant, dans cet exemple particulier, un mécanisme à masselotte centrifuge du type régulateur à boules. Le dispositif comprend également un second levier pivo- tant 15 qui est monté pivotant autour du pivot 11 L'autre extrémité du levier 10 est conformée de manière à délimiter une surface de butée qui peut venir en contact contre le levier 15 dans une position écartée du pivot 11, et le levier 15 est muni d'une ouverture 16 dans laquelle passe une tige de poussée 17 qui s'étend d'une butée de ressort 18 contre laquelle est disposée une extrémité d'un ressort de rappel 19 Le ressort 19 est un ressort de compression à spires et son autre extrémité est appliquée contre un organe réglable 20. Le levier 15 est relié à un ensemble comprenant un ressort principal de régulation et désigné de manière généra- le par la référence 21, et cet ensemble comprend le ressort principal de régulation 22 du type ressort de compression à spires, qui est disposé entre un collet s'étendant vers l'intérieur et porté par un organe cylindrique externe et creux 23, et un collet tourné vers l'extérieur et porté par un organe cylindrique creux et interne 24 Le ressort 22 est maintenu dans un état précontraint par une bague élastique qui limite l'extension du ressort Le levier 15 est monté pivotant sur une tige 26 qui passe dans une ouverture ménagée dans la paroi de base de l'organe cylindrique 24 et qui présente une tête entre laquelle et la paroi de la base de l'organe 24 se trouve un ressort de compression à spires 27. La tête de la tige 26 peut venir en contact avec une butée 28 de débit maximum de carburant, et un levier à manoeuvre manuelle 29 est monté de manière à pouvoir venir en contact avec l'organe cylindrique creux externe 23, l'amplitude du mouvement du levier étant limitée par des butées 30 et 31. Le pivot 11 est réalisé sur un coulisseau 32 et le coulisseau 32 est sollicité par un ressort de compression à spires 33 dans un sens qui s'oppose au mou- vement du coulisseau 32 sous l'effet de la force exercée par le mécanisme sensible à la vitesse. Le fonctionnement du mécanisme de régulation sera à présent décrit et dans la description initiale, on supposera que le pivot 11 est fixe et que le ressort 27 est rigide. En supposant également que le moteur fonctionne dans une gamme de viteses intermédiaires, la force exercée par le mécanisme centrifuge 14 agit sur le levier 10 de manière à appliquer ce dernier en contact avec le levier 15 La posi- tion finale des leviers sera déterminée cependant par le levier 29 de manoeuvre manuelle qui, par l'intermédiaire du ressort de régulation 22, fixe la position des leviers et qui, en conséquence, détermine le réglage du manchon 12 et la quantité de carburant qui est fournie par la pompe 13 au moteur associé Si le levier 29 est déplacé dans le sens horaire, un mouvement dans le sens anti-horaire sera donné aux leviers 10 et 15 et le manchon 12 sera déplacé vers la droite afin d'augmenter la quantité de carburant fournie au moteur L'amplitude maximum du mouvement des leviers 10 et dans le sens anti-horaire est déterminée par la butée 28 Si le levier 29 est déplacé dans le sens opposé, alors la quantité de carburant fournie au moteur est réduite. La force nécessaire pour comprimer le ressort principal de régulation 22 ainsi que la faible force exercée par le ressort de rappel 19 ne seront développées que lorsque la vitesse du moteur s'approchera de sa valeur maximum autorisée, et lorsque ceci se produira, le mécanisme sensible à la vitesse déplacera les leviers 10 et 15 dans le sens horaire en comprimant ainsi le ressort 22 et en réduisant la quantité de carburant fournie au moteur, de sorte que la vitesse maximum du moteur soit contrôlée Lorsque le moteur tourne dans une gamme intermédiaire de vitesses, si le levier 29 est déplacé de manière à venir en contact avec la butée 30, qui correspond à une demande minimum de carburant, les leviers 10 et 15 seront déplacés sous l'action de la force exercée par le méca- nisme sensible à la vitesse, afin de réduire la quantité de carburant fournie au moteur jusqu'à l'annuler En l'absence de toute alimentation de carburant, la vitesse du moteur diminue et la force exercée par le mécanisme sensible à la vitesse diminue également On atteint ensuite une vitesse pour laquelle la force développée par le mécanisme sensible à la vitesse est inférieure à la force développée par le ressort de rappel 19, et lorsque ceci se produit, le levier 10 peut alors se séparer du levier 15 et le mécanisme sensible à la vitesse ainsi que le ressort de rappel 19 constituent un régu- lateur de commande de la vitesse de ralenti du moteur. Les graphiques représentés sur les figures 2 et 3 com- prennent des lignes horizontales en pointillé 34,35 La ligne 34 représente un niveau de carburant maximum et la ligne 35 représente un niveau de carburant nul, et avec le dispositif tel que décrit, le niveau de carburant maximum 34 est déter- miné par la butée 28 de débit maximum de carburant Comme décrit, le régulateur est un régulateur "à deux vitesses" et l'un des inconvénients du type de régulateur décrit est que l'arrivée de carburant est brutalement coupée lorsque la vitesse du moteur approche de sa valeur maximale De plus, une autre caractéristique indésirable se présente lorsque la charge exercée sur le moteur augmente, comme cela est par exemple le cas lorsque le véhicule commence à monter une côte. A moins que l'utilisateur du véhicule puisse augmenter la quantité de carburant, il existe un risque important que le moteur puisse caler, car la quantité de carburant fournie au moteur restera constante indépendamment de la vitesse de ce dernier. Afin de minimiser les deux effets précités, on monte le ressort 27 L'effet de ce ressort est de donner de la pente à la courbe caractéristique du débit de carburant en fonction de la vitesse En conséquence, les courbes de débit de carburant qui apparaissent entre les lignes 34 et 35 s'in- clinent vers le bas lorsque la vitesse augmente, de sorte que la puissance délivrée par le moteur diminuera progressi- vement lorsque la vitesse du moteur augmentera Inversement, lorsque la vitesse du moteur tombera, la quantité de carbu- rant fournie au moteur augmentera progressivement, de sorte qu'une puissance supérieure sera développée par le moteur. Ceci rend bien plus facile la conduite du véhicule avec lequel le moteur est associé En fait, le ressort 27 est monté en série avec le ressort 22 et intervient d'une manière similaire au ressort de régulation d'un régulateur propor- tionnel, sensible à toute vitesse. Comme exposé ci-dessus, certains moteurs peuvent tolérer une augmentation de la quantité maximum de carburant qui est fournie au moteur lorsque la vitesse de ce dernier augmente, et ce résultat est obtenu dans l'exemple décrit ci-dessus à l'aide du ressort 33 La force exercée par le ressort 33 s'oppose à la force exercée par le mécanisme sensible à la vitesse 14 et, lorsque la vitesse du moteur augmente, les leviers 10 et 15 auront tendance à pivoter autour du point de liaison du levier 15 avec la tige 26 En conséquence, le manchon 12 est déplacé vers la droite afin de commander une augmentation de la quantité maximum de carburant qui peut être fournie au moteur Ceci est représenté par la courbe 36 de la figure 2 La butée 28 détermine le point le plus bas de la courbe de débit de carburant maximum. Sur la figure 3, on constate que la courbe de débit de carburant maximum présente un échelon marqué Ceci est également obtenu en utilisant le ressort 33 et présente un intérêt particulier pour l'utilisation sur les moteurs suralimentés par turbocompression Aux faibles vitesses et aux faibles charges du moteur, le turbocompresseur de surali- mentation ne sera pas particulièrement efficace afin d'augmenter la pression de l'air dans le collecteur d'entrée d'air du moteur La quantité de carburant qui peut être fournie aux chambres de combustion du moteur doit en consé- quence être maintenue à un niveau plus approprié à un moteur atmosphérique Lorsque le turbocompresseur de suralimentation devient efficace, la quantité d'air fournie auccylindresdu moteur est augmentée, et donc une quantité supérieure de car- burant peut être fournie au moteur La courbe de débit de carburant maximum sur la figure 3 est divisée en une partie 37 et une partie 38, la dernière étant la partie qui prévaut lorsque le turbocompresseur de suralimentation est efficace. Sur les figures 2 et 3, on a représenté une zone qui est indiquée par la référence 39, et dans laquelle le niveau de carburant est sensiblement plus élevé Ceci est prévu dans le but de démarrer le moteur et peut être réalisé en pivotant le levier 10 dans le sens anti-horaire par un mécanisme spécial non représenté ou en utilisant la force exercée par le ressort de rappel 19. Dans l'exemple décrit ci-dessus, la butée de débit maximum de carburant 28 vient en contact avec la tête de la tige 26 Cette butée de débit maximum de carburant peut occu- per une autre position, telle qu'elle vienne en contact avec l'organe cylindrique 23 Dans ce cas, le ressort 27 influe également sur les caractéristiques de la régulation. En pratique, il est difficile de disposer les diffé- rents composants dans des positions physiques qui correspon- dent & la figure 1, et dans une réalisation pratique, le pivot 11 est réalisé par une broche portée dans une structure en berceau qui est montée pivotante autour d'un axe disposé entre le pivot 11 et les faces de contact des leviers 10 et La structure en berceau présente un prolongement sur le coté opposé de l'axe de pivotement par rapport au pivot 11, le prolongement étant relié au ressort 33 Le ressort est disposé dans une position qui est décalée par rapport au plan contenant le levier 10. La pompe avec laquelle le mécanisme de régulation est associé peut nécessiter des moyens destinés à faire varier les instants de l'alimentation en carburant De tels moyens peuvent prendre la forme d'un piston actionné par une pression de fluide et la pression du fluide appliquée sur le piston peut être commandée par une soupape associée à la tige 26 La position de la tige 26 est représentative de la quantité de carburant qui est fournie au moteur et donc, si la soupape est une soupape chargée par un ressort, et si la force appliquée à l'obturateur de la soupape par son ressort est commandée par la position de la tige 26, alors la pression de fluide appliquée sur le piston peut être com- mandée de sorte qu'elle varie en fonction de la quantité de carburant qui est fournie au moteur La figure 4 représente un exemple d'un tel agencement, le piston étant désigné en 40 et représenté relié à un anneau de came 41 d'une pompe à carburant du type distributeur Le piston est chargé par un ressort 42 dans un sens qui retarde l'instant de l'injec- tion du carburant Du carburant sous pression est appliqué sur l'extrémité du piston qui est éloignée du ressort à partir d'une pompe d'alimentation en carburant 43 dont la pression de sortie est commandée par une soupape 44 Une soupape anti-chocs 45 est disposée entre la pompe et le piston. A la force exercée par le ressort 42 s'ajoute une force résultant de la pression du carburant qui est dérivée de la sortie de la pompe 43 par l'intermédiaire d'un diaphragme 46 et une soupape 47 commandée par la tige 26 détermine la pression en aval du diaphragme La soupape 47 comprend un orifice commandé par un obturateur qui est appliqué élasti- quement de manière à fermer l'orifice par un ressort 48 monté entre l'obturateur de soupape et la tête de la tige 26. Dans l'agencement représenté sur la figure 5, le ressort 49 qui commande la soupape 47 est un ressort précontraint et il est disposé de sorte que lorsque le levier de commande 29 est relâché,comme ce dernier est élastiquement sollicité en direction de la butée 30, un jeu s'établit entre une rondelle 50 en forme de coupelle et la tête sur la tige 26. L'obturateur de la soupape 47 peut en conséquence se déplacer et s'écarter de l'orifice de la soupape de sorte que la pression de carburant, dont les effets s'ajoutent à ceux du ressort 42, est réduite jusqu'à une valeur sensiblement nulle, ce qui permet au piston de se déplacer sous l'action de la pression du carburant toujours contre l'action du ressort 42, avec pour conséquence que l'instant de l'injection du carburant est avancé. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Mécanisme de régulation destiné à commander, en fonctionnement, le réglage d'un organe de commande du débit de carburant d'une pompe d'injection de carburant ( 13) destinée à fournir du carburant à un moteur à combustion interne, le mécanisme comprenant un premier levier pivotant ( 10) relié, en fonctionnement, à l'organe de commande du débit de carbu- rant, un mécanisme sensible à la vitesse ( 14) relié audit premier levier ( 10) et agencé de sorte que lorsque la vitesse augmente, une force croissante est appliquée sur le levier ( 10) dans un sens qui déplace le levier ( 10) de telle sorte que la quantité de carburant fournie au moteur est réduite, un second levier pivotant ( 15), un ressort principal de régu- lation ( 22) fonctionnellement relié audit second levier ( 15), ledit ressort principal de régulation ( 22) étant constitué par un ressort précontraint, des moyens de manoeuvre manuels ( 29) fonctionnant par l'intermédiaire dudit ressort principal de régulation ( 22) afin de modifier le réglage dudit second levier ( 15), une butée de débit maximum de carburant ( 28) fonctionnant de manière à limiter le mouvement du second levier ( 15), lesdits premier et second leviers ( 10,15) étant destinés & venir en contact l'un avec l'autre de telle sorte que,lorsque les moyens de manoeuvre manuels ( 29) sont déplacés dans un sens, l'organe de commande du débit de carburant est déplacé dans un sens tel que la quantité de fluide fournie est augmentée, et vice-versa, la force exercée par ledit mécanisme sensible à la vitesse ( 14) étant supérieure à la force nécessaire pour défléchir le ressort principal de régu- lation ( 22) lorsque, en fonctionnement, la vitesse du moteur devient supérieure à une valeur prédéterminée, un ressort de rappel ( 19) fonctionnant en combinaison avec le mécanisme sensible à la vitesse ( 14) afin de commander la vitesse de ralenti du moteur lorsque lesdits moyens de manoeuvre manuels ( 29) sont amenés sur une position de débit minimum de carbu- rant, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un organe élastique ( 33) fonctionnant de manière à positionner le pivot ( 11) du premier levier ( 10) contre le mouvement dû à la force développée par ledit mécanisme sensible à la vitesse ( 14), la force exercée par ledit organe élastique ( 33) étant sur- montée lorsque la vitesse du moteur associé augmente, de manière à permettre audit premier levier ( 10) d'être déplacé -dans un sens qui déplace l'organe de commande du débit de carburant de telle sorte que la quantité de carburant fournie au moteur est augmentée. 2 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ressort de rappel ( 19) agit sur ledit premier levier ( 10). 3 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une butée de débit maximum de carburant ( 28) fonctionnant de manière à limiter le mouvement dudit second levier ( 151 dans le sens qui correspond à une augmentation de la quantité de carburant. 4 Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des moyens élastiques ( 27) montés en série avec le ressort principal de régulation ( 22). Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une soupape ( 47) reliée audit second levier ( 15), ladite soupape agissant, en fonctionnement, de manière à commander une pression de fluide à l'intérieur de la pompe associée ( 43).