Brevet FR2537659A1 — publié le 19840615

Appareillage de pompage pour l'injection de carburant La présente invention a pour objet un appa- reillage de pompage pour l'injection de carburant liquide destiné à alimenter en carburant des moteurs à combustion interne à plusieurs cylindres du type à allumage par compression, l'appareillage étant du type comprenant une pompe à injection qui, lors de son uti- lisation, fonctionne en synchronisme avec un moteur qui lui est associé, un distributeur rotatif doté d'un canal de distribution communiquant avec la pompe à injection et agencé pour communiquer tour à tour, tandis que le distributeur tourne, avec plusieurs sorties, au cours des courses successives de distribu- tion de la pompe d'injection et un clapet de distribu- tion situé dans ledit canal de distribution. Les sorties de l'appareillage sont reliées par des canalisations aux injecteurs correspondants du moteur, auquel la pompe est associée et, selon une technique connue, les injecteurs comportent des clapets rappelés par ressort, qui sont soulevés de leurs sièges respectifs par le carburant sous pression que fournit la pompe à injection. On sait que les systèmes d'injection de carburant causent un problème du fait que, lorsque les clapets des injecteurs se ferment, des ondes de pres- sion se propagent le long des canalisations en direc- tion de l'appareillage de pompage et peuvent, par réflexion, revenir aux injecteurs provoquant ainsi ce que l'on dénomme une "injection secondaire" L'une des solutions traditionnellement appliquée dans le cas des appareillages du type décrit ci-dessus est d'insérer dans les sorties des clapets "d'amortissement" Chaque clapet d'amortissement est constitué d'un clapet uni- directionnel et d'un orifice de dérivation, orifice dont le rôle est d'amortir l'onde de pression engendrée lors de la fermeture du clapet de l'injecteur Il est également habituel, dans le cas d'un appareillage muni d'un seul et unique clapet de distribution dans le dis- tributeur, de pratiquer un orifice dans le distributeur et de positionner cet orifice de sorte qu'il communique avec les sorties, au cours des laps de temps o l'onde de pression parvient à l'appareillage L'orifice commu- nique avec l'espace constitué par la partie en aval du clapet de distribution du canal de distribution On peut, par un choix attentif des dimensions de l'orifice, réaliser l'amortissement de l'onde de pression réfléchie. Toutefois, dans le cas de la plupart des formes d'appa- reillage de ce type, il est nécessaire de régler un composant de la pompe d'injection afin de modifier les temps de distribution du carburant par l'appareillage. Lorsque c'est le cas, la communication entre l'orifice décrit ci-dessus et les sorties n'est pas toujours établie au moment voulu pour absorber ou amortir l'onde de pression réfléchie. L'objet de la présente invention est de four- nir un appareillage du type décrit, sous une forme améliorée. Conformément à l'invention, un appareillage du type décrit ci-dessus se compose d'une chemise entourant le distributeur, la position angulaire de cette chemise, qui délimite lesdites sorties, autour de l'axe de rotation du distributeur étant réglable et couplée à un composant réglable de la pompe d'injection qui modifie les temps de distribution du carburant par la pompe d'injection, d'un autre canal s'ouvrant à la périphérie du distributeur pour se placer tour à tour face auxdits orifices de sortie, et d'un orifice de dimensions réduites situé dans ledit autre canal, ce dernier venant se placer face à une sortie après que le canal de distribution est venu se placer face à cette sortie, cet orifice de dimensions réduites réalisant l'amortissement de l'onde de pression réfléchie engendrée par la fermeture du clapet d'injecteur correspondant. On va décrire maintenant un exemple d'appareil- lage de pompage pour injection selon l'invention, en-nous reportant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente une vue latérale et en coupe de l'appareillage de pompage; la figure 2 représente une coupe d'une par- tie de l'appareillage illustré à la figure 1; et la figure 3 est un diagramme représentant le profil de came d'une partie de l'appareillage illustré à la figure 1. Si l'on se reporte aux figures 1 et 2 des dessins, l'appareillage se compose d'un corps 10 dans lequel est montée une chemise 11 susceptible d'un déplacement angulaire La chemise loge un distributeur rotatif 12 qui est relié à un arbre, non représenté, par lequel il peut être entraîné en synchronisme avec un moteur à allumage par compression à plusieurs cylindres, auquel l'appareillage est associé. Dans le corps 10 sont pratiqués plusieurs canaux de sortie 13, qui communiquent, respectivement, avec les injecteurs 14, montés dans le moteur auquel l'appareillage est associé, afin d'amener le carburant aux chambres de combustion correspondantes du moteur. Les canaux de sortie 13 communiquent, respectivement, avec des orifices 15 de plus fortes dimensions prati- qués à la périphérie de la chemise, ces ouvertures communiquant avec les canaux correspondants sur, comme cela sera expliqué, toute la plage de mouvement angu- laire de la chemise- 11 Les ouvertures 15 communiquent avec les canaux de sortie 16 qui s'ouvrent à la périphé- rie du distributeur 12. En une partie du distributeur, extérieure à la chemise 11, est ménagé un cylindre 17 disposé transversalement, dans lequel sont montés deux pistons 2537659. de pompage 18 Dans la pratique, ces pistons sont, à leurs extrémités extérieures, au contact de poussoirs de came qui sont, à leur tour, au contact de bossages de came usinés à la surface périphérique intérieure d'un anneau à cames 19 monté à l'intérieur du corps de l'appareillage Les profils des bossages de came 19 A sont illustrés de façon développée à la figure 3. Le cylindre transversal 17 communique avec un canal, disposé en direction axiale et ménagé dans le distributeur, ce canal portant la référence 20. Le canal 20 comporte une partie, de diamètre légèrement plus grand, qui s'ouvre sur une chambre 21 pratiquée dans le distributeur et à partir de laquelle s'étend un canal de distribution 22, ce canal de distribution étant disposé de façon à venir tour à tour en corres- pondance exacte des orifices de sortie 16 Le point de rencontre de la partie de diamètre légèrement accru du canal et de la chambre 21 détermine le siège 23, des- tiné à un clapet de distribution, référencé globalement 24 et comportant une tête logée dans la chambre 21 et pre- nant appui contre le siège 23 par un ressort à boudin travaillant en compression. En amont du clapet de distribution; le canal 20 communique avec plusieurs canaux d'entrée 25, qui peuvent venir tour à tour en communication avec un orifice d'en- trée 26, pratiqué dans la chemise 11, et qui est en communication permanente avec un canal d'entrée, prati- qué dans le corps 10, ce canal communiquant avec une pompe d'alimentation de carburant à basse pression 27, par l'intermédiaire d'un dispositif de commande du carburant 28. Sans tenir, pour l'instant, compte de la chemise 11, l'appareillage, tel qu'il est décrit, fonc- tionne d'une façon bien connue Lorsque les pistons 18 sont déplacés vers l'intérieur par les bossages 19 A, du carburant sous pression passe à travers le canal 20, de façon à soulever le clapet de distribution, et est amené, à travers le canal de distribution 22, à un orifice de sortie 16 Tandis que le distributeur pour- suit sa rotation, le mouvement vers l'intérieur des pistons cesse et le canal de distribution se déplace, cessant d'être face à l'orifice de distribution Si l'on suit la rotation, qui se continue, du distribu- teur, un canal d'entrée 25 est amené face à l'orifice d'entrée 26 et-le carburant peut s'écouler vers le cylindre 17, pour provoquer le mouvement des pistons vers l'extérieur La quantité de carburant fourni au cylindre 17 est fonction du réglage du dispositif de contrôle 28, qui peut être une buse réglable. Lorsque la distribution de carburant par les pistons 18 s'interrompt, la valve de distribution 27 se ferme et, au cours de ce mouvement, un flux de carburant peut quitter la canalisation reliée, afin de permettre la fermeture rapide du clapet dans l'injecteur associé. Comme expliqué plus haut, la fermeture rapide du clapet d'injecteur peut provoquer une onde de pres- sion dans la colonne de carburant et cette onde de pression se heurtera au clapet de distribution fermé, ou en cours de fermeture, et pourra être réfléchie et donc renvoyée vers l'injecteur, o elle pourra entraîner une injection secondaire de carburant. De façon à minimiser ce problème, l'appareil- lage, tel qu'il est décrit, est doté, comme on le voit sur la figure 2, d'un canal supplémentaire de dimensions réduites qui communique avec l'espace 21 Ce canal supplémentaire, portant la référence 29, ouvre sur une rainure 30 pratiquée à la périphérie du distributeur. Les dimensions du canal 22 et de l'orifice de sortie 16 sont telles que, dans l'exemple dont s'agit, la rainure 30 est amenée en communication avec l'orifice de sortie 16 juste avant que le canal de distribution 22 ne se déplace, quittant ainsi la sortie La configuration a été en outre étudiée de sorte que la rainure 30 soit amenée en communication avec la sortie juste avant que les pistons 18 aient achevé leur déplacement vers l'intérieur. L'effet pratique du positionnement, de la rainure 30, de la façon décrite est que le carburant renvoyé de la canalisation s'écoule à travers le canal 29 et, du fait que ce dernier comporte un orifice, il est possible d'être maître de la vitesse à laquelle le carburant est déchargé de la canalisation Le susdit orifice agit en outre de façon à amortir toute éventuelle onde de pres- sion qui pourrait prendre naissance. Il est nécessaire, s'agissant de l' appareil- lage du type décrit ci-dessus, de prévoir un réglage de position angulaire de la came 19, de façon à être en mesure de modifier le moment auquel les pistons 18 se déplacent vers l'intérieur Pour que la synchronisation entre les orifices de sortie et le canal 22 et la rainure 30 ne soit pas déréglée, la position angulaire de la chemise 11 se modifie avec celle de la came. Dans l'exemple dont s'agit, la came 19 est couplée à la chemise au moyen d'une broche 31, et les positions angulaires de la came et de la chemise peuvent être modifiées en agissant sur une commande 32 Ce qui a pour effet pratique de permettre de choisir, pour les orifi- ces 16 et le canal 22 ainsi que pour l'orifice 26 et les canaux d'entrée 25, des diamètres qui sont fonction de la forme des bossages 19 A S'agissant de l'appareillage normal, les orifices doivent être de dimensions suffi- santes pour s'adapter aux modifications des temps de distribution du carburant. Comme on le voit à la figure 3, la rainure 30 est face à un orifice de sortie au cours du laps de temps indiqué par la lettre de référence A Le canal de distribution 22 est face à un orifice de sortie 16 au cours du laps de temps indiqué par la lettre de réfé- rence B, et l'orifice d'entrée 26 est face à,un canal -7 d'entrée 25 au cours du laps de temps indiqué par la lettre de référence C Grâce à la configuration décrite, les susdits laps de temps sont maintenus quel que soit le réglage de la came 19. On peut voir, à l'examen de la figure 3, que, dans le cas d'un appareillage de pompe destiné à ali- menter en carburant un moteur à quatre cylindres, la rainure 30 demeure en communication avec une sortie 16 durant 700 environ et que cela donne largement le temps d'absorber l'onde de pression. Selon une modification de l'invention, un orifice de décharge 33 communiquant avec une purge est pratiqué dans la chemise Il et est positionné de façon à être ouvert sur l'un des canaux d'entrée 25, dans la position, des pièces, qui précède l'instant o les pistons 18 ont atteint leur course maximale dans leur mouvement vers l'intérieur O Il en résulte une dépressu- risation du carburant contenu dans le canal 20 en amont du clapet de distribution, ainsi que dans le cylindre 17, mettant ainsi fin à la distribution de carburant avant que le poussoir de came ne se déplace audessus de la crête du bossage de came Le résultat en est également de minimiser l'effort mécanique subi par la crête du bossage de came et également de mettre un terme à la distribution de carburant avant que le débit de l'injec- tion de carburant diminue tandis que le poussoir de came commence à approcher de la crête du bossage de came. L'appareillage, tel qu'il est décrit, permet au canal 29 d'être en communication avec une-sortie durant un long laps de temps, dans le cas d'une pompe pour un quatre cylindres durant 750 environ, permettant ainsi-une totale absorption des ondes de pression. L'appareillage assurera également une meilleure régula- rité d'injection du carburant, du fait que le volume de carburant contenu dans le rotor demeure essentiellement constant Les variations de phase sont également réduites et il est possible de contrôler la vitesse de fermeture des clapets d'injecteurs, en agissant sur la dimension de l'orifice percé dans le canal 29 En outre, dans le cas o l'appareillage comporte un ori- fice de décharge, il est possible de mettre fin à la distribution de carburant avant que les poussoirs de came n'atteignent les crêtes des bossages de came. REVENDICATIONS 1 Appareillage de pompage pour l'injection de carburant liquide destiné à l'alimentation en carbu- rant de moteurs à combustion interne, à allumage par compression; cet appareillage étant constitué d'une pompe d'injection fonctionnant, durant son utilisation, en synchronisme avec le moteur qui lui est associé, d'un distributeur rotatif doté d'un canal de distribution communiquant avec la pompe à injection et agencé pour communiquer tour à tour, tandis que le distributeur tourne, avec plusieurs sorties, au cours des courses successives de distribution de la pompe d'injection et d'un clapet de distribution situé dans ledit canal de distribution, caractérisé par le fait qu'il comprend une chemise entourant le distributeur, cette chemise délimi- tant lesdites sorties, la position angulaire de cette chemise étant réglable autour de l'axe de rotation du distributeur et couplée à un élément réglable de la pompe d'injection qui-modifie les temps de distribution du carburant par la pompe d'injection, d'un autre canal s'ouvrant à la périphérie du distributeur pour se placer tour à tour face auxdits orifices de sortie et d'un orifice de dimensions réduites ménagé dans ledit autre canal, cet autre canal venant se placer face à une sortie après que cette dernière s'est placée en correspondance dudit canal de distribution, ledit orifice de dimensions réduites servant à amortir l'onde réfléchie engendrée par la fermeture du clapet d'injecteur correspondant. 2 Appareillage selon la revendication 1, dans lequel ledit composant réglable comprend un anneau à cames entourant une partie du distributeur, extérieure à la chemise, cette partie du distributeur étant percée d'un cylindre dans lequel est monté un piston, actionné par des bossages de came, portés par l'anneau à cames, le cylindre étant en communication avec le canal de distribution et l'autre canal. 2537659 i 3 Appareillage, selon la revendication 2, qui comporte un clapet de distribution situé entre le cylindre et lesdits canaux. 4 Appareillage selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel la chemise est couplée, au moyen d'une broche, à l'anneau à cames de façon que sa position angu- laire soit réglable simultanément à la position angulaire de l'anneau à cames. Appareillage selon la revendication 3, qui comporte un autre canal ménagé dans le distributeur et la chemise, cet autre canal étant situé en amont du clapet de distribution et étant agencé de façon à déchar- ger le cylindre vers une purge, pour une position pré- fixée durant le mouvement du piston vers l'intérieur.