Brevet FR2524564A1 — publié le 19831007

_ "Pompe d'injection de carburant L'invention part d'une pompe d'injection de carburant avec un piston de pompe, un organe de réglage, dont la position détermine la durée du refoulement de car- burant provoqué par le piston de pompe, et avec une cana- lisation de liaison allant de la pompe de travail de la pompe à une chambre de prélèvement de carburant, et dont la section transversale est susceptible d'être réglée par un organe d'étranglement pour déterminer la quantité injectée. Dans le cas d'une pompe connue de ce types la durée de refoulement est déterminée par l'organe de ré- glage revêtant la forme d'un tiroir de réglage, tandis que la quantité de carburant se trouve modifiée par un étranglement de dérivation réglable en parallèle sur la buse d'injection Ainsi, la durée de refoulement est sus- ceptible d'être sélectionnée librement de façon indépen- dante de la quantité injectée La modification de la quantité injectée pour une durée de refoulement donnée est provoquée par la section transversale modifiable de l'étranglement de dérivation, laquelle est à son tour réglée par l'intermédiaire d'un moteur de réglage hydrau- lique et d'une soupape de réglage de la pression diffé- rentielle, jusqu'à ce que la quantité injectée en fonc- tion du temps corresponde à la valeur donnée de la sou- pape de pression différentielle La durée de refoulement 2.- est modifiée à volonté en fonction de la position de la pédale d'accélération par modification de la position du coulisseauo Toutefois, la totalité de la quantité de car- burant refoulée pendant la durée de refoulement, ne par- vient pas à la soupape d'injection Une partie s'écoule par l'intermédiaire de l'étranglement de dérivation régla- ble Dans cette pompe d'injection de carburant connue, il n'est toutefois prévu aucune régulation particulière de la quantité d'injection lors du fonctionnement en marche à vide Notamment en marche à vide, il se produit dans le cas de cette régulation connue de la quantité de carburant# un accroissement élevé et non souhaitable de la dispersion de la quantité de carburant en marche à vide. L'invention a pour but de remédier à cet in- convénient et concerne à cet effet, une pompe d'injection de carburant caractérisée en ce que l'organe d'étrangle- ment est susceptible d'être réglé par la pression dans une chambre de commande, laquelle est susceptible d'être raccordée à une source de pression par l'intermédiaire d'une installation de commande de la pression qui est elle-même susceptible d'être commandée en fonction de la vitesse de rotation par un appareil électronique de com- mande. La pompe d'injection de carburant conforme à l'invention définie ci-dessus, présente par rapport aux solutions connues l'avantage qu'avec des moyens simples une régulation en fonction de la vitesse de rotation de la quantité injectée est rendue possible pour une durée d'injection plus longue et susceptible d'être sélection- née librement, pour obtenir en marche à vide, une combus- tion douce et exempte de cognement Comme la vitesse de rotation peut être utilisée comme mesure de la quantité injectée en marche à vide, il suffit pour cette régula- tion d'une détection de la vitesse de rotation et de la position de la pédale d'accélérateur, qui déterminent 3.- ensemble un signal d'un appareil électronique de commande pour une installation de commande de la pression L'ins- tallation de commande de la pression à son tour, règle l'organe d'étranglement pour déterminer la quantité in- jectée. D'autres caractéristiques de l'invention per- mettent d'envisager d'autres formes avantageuses de la pompe d'injection de carburant définie ci-dessus. L'invention va être expliquée plus en dé- tail en se référant à un exemple de réalisation représen- té sur les dessins ci-joints dont la figure unique montre schématiquement un dispositif d'alimentation et de réglage d'un moteur à combustion interne. Dans l'exemple de réalisation correspondant à la figure, un moteur à combustion interne 1 est représenté de façon simplifiée Il est alimenté en carburant de façon classique par l'intermédiaire de soupapesd'injection 2 et de canalisatiored'injection 3 aboutissant à ces soupapes à partir d'une pompe d'injection 4 Sur chacune des cana- libations d'injection 3 est disposée une soupape de dé- charge 5 s'ouvrant en direction de la soupape d'injection 2 Bn ce qui concerne la pompe d'injection 4, il s'agit dans l'exemple représenté, d'une pompe d'injection à ré- partition avec un piston de pompe 6 qui, d'une manière en soi connue, est déplacée d'un mouvement d'aller et re- tour et simultanément en rotation par un moyen non repré- senté plus en détail Ce piston de pompe 6 se déplace dans un cylindre fermé 7 et délimite par sa face frontale une chambre de travail 8 de la pompe La chambre de tra- vail 8 de la pompe est reliée pendant la course de re- foulement du piston 6 de la pompe avec une des canalisa- tions d'injection 3 partant du cylindre 7, cette liaison se faisant par l'intermédiaire d'un canal longitudinal 9 dans le piston 6 de la pompe et d'un perçage radial 10 partant de ce canal longitudinal 9 et auquel se raccorde 4.- une rainure longitudinale de répartion 11 Les canalisa- tions d'injection 3 sont disposées autour du cylindre 7 à des intervalles réguliers les unes des autres, en nom- bre correspondant à celui des cylindres à alimenter du moteur à combustion interne, et ces canalisations, par suite du mouvement de rotation du piston 6 de la pompe, sont respectivement reliées les unes après les autres pendant la course de refoulement avec la rainure longitu- dinale de répartition 11. Pendant la course d'aspiration, la chambre de travail 8 de la pompe 4 est alimentée en carburant par l'intermédiaire de rainures longitudinales 12 ménagées dans la surface enveloppe du piston 6 de la pompe et par l'intermédiaire d'un perçage 14 préva dans le bottier 13 de la pompe. Le canal longitudinal 9 du piston 6 de la pompe est réalisé sous la forme d'ut-n perçage borgne Il est relié avec un canal d'évacuation 15 rev 8 tant la forme d'un perçage radial du piston 6 de la pompe L'ouverture de ce canal d'évacuation 15 est contrôlée par l'arête su- périeure d'un coulisseau annulaire 46 disposé sur le piston 6 de la pompe de manière à pouvoir coulisser La position de ce coulisseau annulaire 16 est déterminée par l'intermédiaire d'un levier 17 qui peut prendre pour l'es- sentiel une position constante, mais qui peut aussi être réglé en fonction de paramètres de fonctionnement sélec- tionnés Au coulisseau annulaire 16 est associé un moteur de réglage 18 qui dans l'exemple de réalisation représenté est susceptible d'être influencé par les signaux d'un ap- pareil électronique de commande 19 Selon la position du coulisseau annulaire 16, le canal d'évacuation 15 peut rester fermé pendant la totalité de la course de refoule- ment du piston 6 de la pompe Si le coulisseau annulaire 16 au contraire est réglé plus bas, le canal d'évacuation 15 est commandé à l'ouverture vers la fin de la course de 5.- refoulement et la pression de refoulement dans la chambre de travail 8 de la pompe est brusquement annihilée car à partir de cet instant, la totalité de la quantité de carbu- rant continuant à être refoulée peut s'écouler par l'in- termédiaire du canal longitudinal 9 et du canal d' évacua- tion 15 dans une chambre d'évacuation 20, dans ce cas, la chambre d'aspiration de la pompe. A partir de la chambre d'évacuation 20, la chambre de travail 8 de la pompe est alimentée en carburant par l'intermédiaire du perçage 14 En outre, dans un réser- voir de carburant 36 débouche une canalisation de liaison 21 non susceptible d'être fermée par le piston 6 de la pompe, et qui part de la chambre de travail 8 de la pompe, Après sa sortie de la chambre de travail 8 de la pompe, il est prévu sur la canalisation de liaison 21, un organe d'étranglement rev tant la forme d'un tiroir-piston 22. Ce tiroir-piston 22 est disposé dans un cylindre 23 et délimite avec l'une de ses faces frontales 24, une chambre de commande 25 Sur son autre face frontale 26, s'applique l'extrémité d'un ressort de compression 27 prenant appui dans une chambre d'évacuation 26 du cylindre 23 Le tiroir- piston 22 comporte une rainure annulaire 29 qui vient empiéter sur l'orifice de sortie de la canalisation de liaison 21 partant du cylindre 23, tandis que l'orifice d'entrée 31 peut être fermée par rapport à cet orifice de sortie 30 de la canalisation de liaison 21 par une arête de commande 32 de la rainure annulaire 29 Selon la posi- tion du tiroir-piston 22, l'orifice d'entrée 31 est fermé par ce tiroirpiston 22 ou bien une section transversale plus ou moins importante est libérée entre l'orifice d'en- trée 31 et la rainure annulaire 29 Sur le tronçon de la canalisation de liaison 21 entre l'orifice de sortie 30 et le réservoir de carburant 36 est placée une soupape de retenue 33 s'ouvrant en direction du réservoir de car- burent 36 Son côté déchargé est relié à la chambre d'éva- 6.- cuation 28 du cylindre 23 Le tiroir-piston 22 comporte un perçage longitudinal traversant 34 dans lequel est ménagé, à proximité de son débouché dans la chambre de commande 25, un premier emplacement d'étranglement 35. La pompe d'injection 4 est alimentée en car- burant à partir du réservoir de carburant 36 par l'inter- médiaire d'une canalisation d'alimentation en carburant 37 et sur laquelle est disposée une pompe de refoulement de carburant 38 La canalisation d'alimentation en carburant 37 débouche à cet effet, dans 'a chambre d'aspiration 20 de la pompe d'injection 4 Entre la pompe de refoulement de carburant 38 et la chambre d'aspiration 20, est éven- tuellement branché sur la canalisation d'alimentation 37, un filtre de carburant 39 De la chambre d'aspiration 20 et de la pompe d'injection 4, une canalisation 41, munie d'un étranglement de débit excédentaire 40 revient au réservoir de carburant 36 Grâce à cet étranglement de dé- bit excédentaire 40, une pression de refoulement de car- burant souhaitée, essentiellement constante, peut être ob- tenue dans la chambre d'aspiration 20 de la pompe d'injec- tion 4, cette pression pouvant en outre être influencée en fonction de paramètres de fonctionnement sélectionnées comme par exemple, la pression de l'air ou la température. Une canalisation de commande 42 va de la cham- bre d'aspiration 20 vers la chambre de commande 25 contre le tiroirpiston 22 Sur cette canalisation de commande 42 est ménagé un second emplacement d'étranglement 43 La chambre d'aspiration 20 se trouvant sous pression en pra- tique constante, ainsi que Le second emplacement d'étran- glement 43 constituent la source de pression pour une ins- tallation 44 de commande de la pression branchée à la suite, installation grâce à laquelle à son tour, le tiroir- piston 22 de l'organe d'étranglement sur la canalisation de liaison 21 entre la chambre de travail 8 de la pompe et le réservoir de carburant 36, est susceptible d'être réglé et 7.- donc susceptible de déterminer la quantité injectée par régulation de la section transversale d'étranglement 29, 31, 32 sur la canalisation de liaison 21. L'installation de commande de la pression est constituée, dans le cas de l'exemple de réalisation repré- sentég par une soupape électromagnétique 44, dont l'organe de réglage 45 est susceptible d'Otre commandé par les si- gnaux de l'appareil électronique de commande 19 Comme si- gnal d'information en retour pour la quantité correcte de refoulement en marche à vide, on utilise la vitesse de rotation en marche à vide n, laquelle est appliquée à l'appareil électronique de commande 19 par l'intermédiaire d' un transmetteur 46 De plus, la position de la pédale d'ac- célérateur 47 influence l'appareil électronique de commande 19, pour he faire agir l'influence de la vitesse de rota- tion sur l'appareil de commande 19, qu'en marche à vide seulement. Le tiroir-piston 22 de l'organe d'étrangle- ment est en outre muni d'un perçage transversal 48 qui dé- bouche dans une rainure de fuite 49 à la périphérie de ce tiroir-piston 22 Le carburant arrivant dans le cylindre 23 entre la rainure annulaire 29 et la chambre de commande 25 peut ainsi parvenir de la périphérie du tiroir-piston 22 à la chambre d'évacuation 28 par l'intermédiaire di per- çage longitudinal 34 sans influencer de façon indésirable la pression du carburant dans la chambre de commande 25. Pour permettre la mise en route du moteur à combustion interne, il doit être garanti que la totalité de la quantité de carburant refoulée dans la chambre de travail 8 de la pompe, parvient, par l'intermédiaire des canalisations d'injection 3, aux soupapes d'injection 2 associées à ces canalisations Le tiroir annulaire 16 est alors maintenu par le moteur de réglage 18 dans la position de pleine charge, dans laquelle le canal d'évacuation 15 est fermé En outre, l'orifice d'entrée 31 ainsi que 8.l'orifice de sortie 30 dans le cylindre 23 de l'organe d'étranglement et la rainure annulaire 29 du tiroir-piston 22, avec l'arête de commande 32, sont disposés de telle sorte que lors de la mise en route, l'ouverture d'entrée 31 est fermée par le tiroir-piston 22 et qu'ainsi la seconde sortie de la chambre de travail 8 de la pompe, la cana- lisation de liaison 21, sont également fermées. Comme dans le cas de la pompe d'injection de carhurant décrite, la durée d'injection est déterminée par la position du tiroir annulaire 16, le prolongement maximal de la durée d'injection est obtenu par le position- nement du tiroir annulaire 16 dans la position de pleine charge Cette position du tiroir annulaire 16 est également maintenue pendant la marche à vide La quantité injectée % 5 est alors déterminée par la vitesse de rotation Le trans- metteur 46 détecte la vitesse de rotation en marche à vide, gr Ace à quoi, un signal approprié est délivré par l'appa- reil électronique de commande 19 à l'installation de com- mande de la pression constituée par la soupape électro- magnétique 44, 45 A partir de la chambre d'aspiration 20 se trouvant sous une pression en pratique constante, et par l'intermédiaire du second emplacement d'étranglement 43 placé sur la canalisation de commande 42, le carburant arrive sous une pression déterminée, à la soupape électro- magnétique 44, 45 En fonction des signaux dérivant de la vitesse de rotation en marche à vide qui parviennent à la soupape électromagnétique 44, 45, la pression est ré- glée dans la partie de la canalisation de commande 42 aboutissant derrière la soupape électromagnétique 44, 45 à la chambre de commande 25 Dans la chambre de commande 25 et donc en amont du premier emplacement d'étranglement 35, il s'établit une pression de commande pour le tiroirpiston 22 Le tiroir-piston 22 agissant en tant que dérivation, ouvre la canalisation de liaison 21 allant de la chambre de travail 8 de la pompe au réservoir de carburant 36 De ce 9._ fait, une partie de la quantité de carburant refoulée dans la chambre de travail 8 de la pompe, est dérivée Seule la quantité d'injection nécessaire pour la vitesse de rotation en marche à vide parvient encore de la chambre de travail 8 de la pompe aux soupapes d'injection 2 correspondantes, par l'intermédiaire du canal longitudinal 9, des perçages radiaux 10 avec les rainures longitudinales de répartition 11, et les canalisations d'injection correspondantes 3. Pour maintenir constante la quantité d'in- jection nécessaire pour la marche à vide, la position du tiroir-piston 22 et donc la section transversale d'étran- glement entre l'orifice d'entrée 31 de la canalisation de liaison 21 dans le cylindre 23 et la rainure annulaire 29 du tiroir-piston 22, sont susceptibles d'être modifiées par l'arête de commande 32 Ceci s'effectue grâce aux si- gnaux d'information en retour de la vitesse de rotation en marche à vide par l'intermédiaire de l'appareil de com. mande 19 et de l'installation de commande de la pression 44, 45 et par les forces de pression correspondantes, qui agissent contre l'action du ressort de compression 27 dans la chambre de commande 25 sur le tiroir-piston 22. Le temps d'ouverture de la soupape électroma- gnétique 44, 45 est à cet effet prolongé de façon telle que, avec une quantité de carburant réduite dérivée de la chambre d'aspiration 20 en fonction des deux emplacements d'étranglement 43 et 35 et de l'action du ressort de com- pression 27, la pression nécessaire pour le positionne- ment du tiroir-piston 22 est étaplie dans la chambre de commande 25, positionnement pour lequel la fente d'étran- glement 31, 29, 32 présente la section transversale néces- saire pour la "quantité de dérivation" souhaitée extraite de la chambre de travail 8 de la pompe et que seule la quantité d'injection suffisante pour la marche à vide par- vient aux soupapes d'injection 2. Lorsque l'installation de régulation de la 10.- quantité, constituée de l'installation de commande de la pression 44, 45 et du tiroir-piston 22 agissant comme or- gane d'étranglement, n'est pas équilibrée, le tiroir-piston 22, en raison d'une modification de la pression dans la chambre de commande 25, conditionné par la commande en fonction de la vitesse de rotation de la soupape électro- magnétique 44, 459 est réglé jusqu'à ce que, par l'inter- médiaire de l'orifice d'étranglement 31, 29, 32, la quan- tité de carburant correspondant à la vitesse de rotation en marche à vide souhaitée, s'écoule dans la canalisation de liaison 21 et qu'ainsi, la vitesse de rotation en marche à vide corresponde à la valeur prévue. Les deux emplacements d'étranglement 35 et 43 sont prévus de façon telle que l'accroissement et la chute de la pression soient simultanés La soupape de retenue 33 disposée sur la canalisation de liaison 21 entre l'orga- ne d'étranglement 22 et le réservoir de carburant 36, in- tervient pour qu'un décalage du début de l'injection soit évité Son ressort de soupape développe un effort suffi- samment élevé dans le sens de la fermeture, grâce à quoi un niveau de pression élevé s'établit entre les emplace- ments d'étranglement 31, 29, 32 et la soupape de retenue 33 De ce fait, le carburant ne peut pas s'écouler constam- ment pendant la course de refoulement de la chambre de travail 8 de la pompe par l'intermédiaire de la canalisa- tion de liaison 21, ce qui aurait autrement pour conséquen- ce, le décalage non souhaitable du début de l'injection. Pour obtenir une installation aussi compacte que possible avec des canalisations sous pression courtes, l'organe d'étranglement 22 et la soupape électromagnétique 44, 45, sont par exemple disposés sur la tête du bottier de la pompe d'injection 4 L'organe d'étranglement 22 est vis- sé sur cette tête, tandis que la soupape électromagnétique 44, 45 est placée sur un flasque fixé sur cette tête. L'avantage essentiel de la pompe d'injection 11.- de carburant exploitée de la manière décrite, réside en ce qu'une course de refoulement constante peut être main- tenue et qu'ainsi, malgré de très petites quantités d'in- jection précisément les quantités de carburant suffisantes pour la marche à vide une durée d'injection très longue est obtenue Grâce à cela, une atténuation importante des bruite de combustion des moteurs Diesel est obtenue môme en marche à vide. 12 e R E V E N D I C A T I 0 N S REVENDICATIONS 1. Pompe d'injection de carburant avec un piston de pompe, un organe de réglage, dont la position détermine la durée du refoulement de carburant provoqué par le piston de pompe, et avec une canalisation de liaison allant à la chambre de la pompe de travail à une chambre de prélèvement de carburant, et dont la sec- tion transversale est susceptible d'être réglée par un organe d'étranglement pour déterminer la quantité injec- tée, pompe d'injection de carburant caractérisée en ce que l'organe d'étranglement ( 22) est susceptible d'être réglé par la pression dans une chambre de commande ( 25), laquelle est susceptible d'être raccordée à une source de pression ( 20, 43) par l'intermédiaire d'une installa- tion de commande de la pression ( 44, 45) qui est elle- même susceptible d'être commandée en fonction de la vites- se de rotation par un appareil électronique de commande ( 19). 2. Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation de commande de la pression revêt la forme d'une soupape ( 44, ) dont l'organe de réglage ( 45) est susceptible d'être commandé en fonction de la vitesse de rotation par l'ap- pareil électronique de commande ( 19) par impulsions ou bien de façon analogique. 3. Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la source de pression reliée à l'installation ( 44, 45) de commande de la pression, est constituée par la chambre d'aspiration ( 20) relâchant du carburant pra- tiquement sous pression constante et par un emplacement d'étranglement ( 43) branché à la suite de cette chambre d'aspiration ( 20). 4. Pompe d'injemtion de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée 13._ en ce qu'une canalisation de commande ( 42) va de la source de pression ( 20, 43) vers la chambre de commande ( 25), la section transversale de cette canalisation étant suscepti- ble d'être réglée par l'installation de commande de la pression ( 44, 45). 5. Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la chambre de commande ( 25) de l'organe d'étranglement ( 22) est reliée à la chambre de prélèvement de carburant ( 36) par l'intermédiaire d'un étranglement d'évacuation ( 35). 6. Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'étranglement d'évacuation ( 35) reliant la chambre de commande ( 25) avec la chambre de prélèvement de carburant ( 36) est placé dans l'organe d'étranglement ( 22). 7. Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractéri- sée en ce que l'organe d'étranglement revêt la forme d'un tiroir-piston ( 22), disposé entre la chambre de commande ( 25) et un ressort ( 27) et comportant une arê- te de commande ( 32) modifiant la section transversale de la canalisation de liaison ( 21). 8 Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que, par l'appareil électronique de commande ( 19) influencé par la vitesse de rotation, un moteur de r 4 glage ( 18) de l'organe de réglage ( 16) déterminant la durée de la demande de carburant, est susceptible d'être en même temps commandé. 9. Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 et 9, caractéri- sée en ce que l'organe de réglage déterminant la durée de la demande du carburant revêt la forme d'un coulis- 14. seau annulaire ( 16) commandant un canal d'évacuation ( 9, 15) de la chambre de travail ( 8), de la pompe. 10. Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que, sur la cana- lisation de liaison ( 21) entre l'organe d'étranglement ( 22) et la chambre de prélèvement de carburant ( 36), est disposée une soupape de retenue ( 33) s'ouvrant en direc- tion de la chambre de prélèvement de carburant ( 36).