Brevet FR2553833A1 — publié le 19850426

L'invention a pour objet un groupe d'injection destiné à être associé à chacun des cylindres d'un moteur Diesel à plusieurs cylindres, constitué par un injecteur et une pompe d'injection à piston disposés dans un carter commun, cette pompe étant actionnée par un arbre à cames par l'intermédiaire d'un culbuteur et d'un poussoir de liaison réglable en longueur et comprenant un piston de pompe mobile en rotation ayant deux bords de commande d'injection disposes à une certaine distance l'un de l'autre en sens axial, ainsi qu'un cylindre de pompe contenant ce piston et présentant au moins un canal d'alimentation en carburant le traversant de part en part. En règle générale, les groupes d'injection connus de ce genre, sont actionnés par un arbre à cames monté dans 15 la culasse du moteur; le piston de la pompe peut tourner au moyen d'une tige de crémaillère qui s'engage avec une roue dentée solidaire du piston de pompe en vue du réglage du débit. Dès qu'un bord prévu à la surface du piston a dépassé l'orifice du canal d'alimentation, et a ainsi enfermé le carburant 20 dans le cylindre en avant de la face extrême du piston, le carburant commence à sortir de l'injecteur à la suite d'une augmentation correspondante de la pression Quand, ensuite, le bord arrière de la rampe créée par un décrochement de la surface frottante du piston, qui est relié à la face extrême 25 de ce dernier par un canal tel qu'une rainure, ou un élément analogue, libère l'orifice du canal d'alimentation lorsque le piston a poursuivi sa course, la sortie du carburant hors de l'injecteur est terminée et le carburant est dérivé par le canal. Le document GB-PS-20 69 624 décrit déjà un tel groupe d'injection dans lequel le moment prévu de l'injection peut être fixé grâce au fait qu'il existe dans le piston de la pompe une gorge annulaire située dans un plan perpendiculaire à l'axe contre un épaulement de laquelle peut venir 35 s'appliquer, en opposition à la force du ressort de piston, un boulon à ressort monté coulissant dans une douille du carter de la pompe, de sorte que le piston se trouve à une position déterminée par rapport au canal d'alimentation du carter de la pompe Lorsque la commande des cames du piston de la pompe a été réglée en correspondance, le boulon est retiré de son ressort et il laisse le chemin libre au piston de la pompe. L'inconvénient de ce groupe d'injection connu est qu'en raison des jeux qui existent entre les pièces, ainsi 10 qu'en raison du moment de flexion créé dans le boulon par sa disposition asymétrique et par son engagement asymétrique dans le piston de la pompe, il n'est pas possible de régler de façon précise la position de ce piston par rapport au canal d'alimentation de la pompe. Il en résulte que les pièces constitutives des groupes d'injection connus qui coopèrent entre elles sont la source de longues chaînes de tolérances qui ont une importance décisive dans la précision de l'injection Même avec un procédé de fabrication précis, il est donc impossible sans 20 vérifications, mesures et opérations de réglage supplémentaires, de fournir chaque groupe d'injection dans un état de réglage initial avec lequel un débit fixé sera respecté et avec lequel l'injection débutera exactement à un instant déterminé du fonctionnement du moteur Jusqu'à maintenant, on 25 est donc oblige, pour satisfaire de façon suffisante aux exigences en matière de précision de l'injection du carburant, de procéder d'abord sur un banc d'essai des pompes au réglage de chaque groupe d'injection au débit voulu en faisant tourner le piston La tige de çommande est fixée à cette position 30 de réglage, par exemple au moyen d'une vis de blocage En outre, la position axiale du piston de la pompe dans laquelle l'orifice du canal d'alimentation est tout juste fermé par le bord de la face extrême du piston, est mesurée et, après montage du groupe d'injection sur le moteur, la longueur du 35 poussoir de liaison entre le culbuteur et le groupe d'injec- tion est réglée de telle sorte que, lorsque l'arbre à cames est à sa position de rotation qui correspond au début de l'injection, le groupe d'injection correspondant commence effectivement à fonctionner De plus, la tige de commande de chaque groupe d'injection est reliée au régulateur du moteur Diesel. L'inconvénient de ce procédé est que les opérations au banc d'essai des pompes, ainsi que le montage du moteur demandent beaucoup de temps, que ce travail ne peut être confié qu'à du personnel formé en conséquence, et qu'il nécessite en plus une dépense considerable en installations. Le but principal de l'invention est donc de parvenir à un groupe d'_inection du type défini plus haut avec lequel en respectant l'exactitude d'un petit nombre seulement de dimensions pendant la fabrication, on obtient de façon snre la précision d'injection souhaitée sans opérations supplémentaires de contr 5 le, de mesure et de réglage. Ce résultat est obtenu par l'invention, grâce au fail C que le piston de pompe et Le cylindre de pompe ont chacun au moins une surface de butée disposée transversalement, de préférence perpendiculairement à l'axe longitudinal de la pompe; lorsque le 'piston de la pompe se trouve à la position initiale qu'il prend lors du montage du groupe d'injection Aur le moteur, ces surfaces de butée coopèrent, soit directement, soit indirectement en fixant simultanément la position d'orientation en rotation du piston de pompe; lorsque les surfaces de butée sont perpendiculaires & l'axe, il est prévu, pour fixer la position d'orientation en rotation du piston de pompe par rapport au cylindre de pompe à la position inir 30 tiale du piston, deux surfaces d'appui parallèles destinées a coopérer, ménagées l'une su r le piston de pompe et lautre sr le cylindre de pompe. Etant donné que, pour respecter avec précision le moomernl o commence ioinj 2 ection et la quantité injectée, l'élément important est la dispositon relative du bord de la rampe de commande existante sur le piston de la pompe d'une part, et de l'orifice du canal d'alimentation du cylindre de la pompe d'autre part, la précision à observer au cours de la fabrication se rapporte seulement à la distance entre les surfaces de butée du piston de la pompe et le bord de la rampe de ce piston, la distance entre la surface de butée prévue sur le cylindre de pompe et l'orifice du canal d'alimentation dont le profil doit également être respecté exactement, ainsi que l'angle de rotation du bord de la rampe de commande d'injection et l'emplacement de l'orifice du canal d'alimentation par rapport aux surfaces de butée et aux surfaces d'appui, ces dernitres n'étant nécessaires pour fixer la position d'orientation en rotation du piston de la pompe par rapport au cylindre de celle-ci que lorsque les surfaces de butée sont disposées perpendiculairement à l'axe longitudinal de la pompe Lorsque les surfaces de butée sont disposées obliquement par rapport à l'axe longitudinal de la pompe, le piston prend automatiquement sa position correcte d'orientation en rotation lorsque, le piston de pompe étant 20 à la position initiale qu'il prend lors du montage du groupe d'injection, les surfaces de butée sont mises en appui. Lorsque les surfaces de butéeet éventuellement les surfaces d'appui, sont appliquées les unes contre les autres, la position relative correcte du bord de la rampe de commande et de l'orifice du canal d'alimentation est obtenue avec certitude rien que par les quelques dimensions réalisées avec précision définies ci-dessus On évite ainsi la création de longues chaînes de tolérances successives, de sorte que l'on peut renoncer aux opérations de contrôle, de mesure et de 30 réglage effectuées sur un banc d'essais particulier et au travail de montage qui prend beaucoup de temps, opérations qui sont confiées les unes et les autres à du personnel spécialisé à formation particulière. Selon un perfectionnement de l'invention, la sur35 face de butée du piston de la pompe, qui est disposée perpen- diculairement à l'axe longitudinal de la pompe, est prévue sur un collet qui constitue un épaississement par rapport au diamètre du piston, et la surface de butée du cylindre de la pompe est la face extrême de ce cylindre, perpendiculaire à l'axe, tournée vers le collet, tandis que la surface d'appui du piston est un méplat ménage sur le collet et que la surface d'appui du cylindre de lapompe coopérant avec la surface précédente est la face latérale d'une saillie prévue sur la face extrême Ces surfaces de butée et d'appui sont faciles à fabriquer avec précision, et c'est sans difficulté que l'on peut respecter avec des tolérances sévères les distances, en longueur et en valeur angulaire entre, d'une part ces surfaces et, d'autre part, les bords de commande de l'injection et l'orifice du canal d'alimentation Pour le montage, il suffit 15 de mettre la came du moteur qui commande l'injection à la position appropriée, par exemple à sa position de levee maximum, d'intercaler une cale entre cette came et le culbuteur pour obtenir la course totale nécessaire, d'allonger le poussoir de liaison autant qu'il le faut pour que les surfaces 20 de butée du piston et du cylindre de la pompe soient appliquées l'une contre l'autre En outre, la tige de commande du groupe d'injection est alors accouplée au régulateur du moteur Diesel Quand la cale a été retirée, le ressort de la pompe tire le piston à sa position qui correspond au début 25 correct de l'injection en correspondance avec la marche du moteur L'orientation en rotation du piston de la pompe qui ccrrespond au débit correct est également fixée de cette façon. Pour faciliter le guidage réciproque des surfaces d'appui du piston et du cylindre de la pompe sans avoir à régler à ia main la position correcte en rotation du piston, il est prévu selon l'invention, que la surface d'appui de la saillie qui se raccorde directement avec la face extrême de butée du cylindre de pompe, et qui est parallèle à l'axe de ce cylindre, se i:ransfor Le progressivement en surface de 35 guidaqe oblique Naturelle-ment, la surface d'appui prévue sur le cylindre de la pompe peut être étroite et, dans un cas limite, se réduire à une ligne Dans ce cas également, lorsqu'on allonge le poussoir de liaison, le piston de la pompe tourne jusqu'à sa position correcte d'orientation en 5 même temps que les surfaces d'appui glissent l'une par rapport à l'autre. Selon un perfectionnement supplémentaire de l'invention qui simplifie la fabrication et le montage, les surfaces de butée du piston et du cylindre de la pompe qui 10 coopèrent indirectement sont constituées chacune par des éléments de paroi d'une ouverture de passage cylindrique ou prismatique dirigée perpendiculairement à l'axe longitudinal de la pompe, ces deux ouvertures étant traversées ensemble par une broche ou par une pièce analogue de section corres15 pondante; cette broche introduite dans l'ouverture de passage assure aussi bien la position correcte du piston de la pompe dans le sens de l'axe du piston que sa position correcte en rotation Il suffit de régler ensuite la position du poussoir de liaison jusqu'à ce que, l'on puisse sortir la 20 broche des ouvertures de passage. On peut arriver à une précision encore plus grande en donnant aux ouvertures de passage et à la broche une section droite circulaire Le ressort de la pompe tend à tirer le piston à sa position la plus haute, de sorte que les surfaces de butée constituées par les parois des ouvertures de passage du piston et du cylindre qui sont réalisées par exemple par perçage viennent s'aligner sur la broche qui doit être usinée avec une très grande précision comme une -tige cylindrique à section circulaire Le diamètre de la broche peut aussi être notablement inférieur au diamètre des ouvertures de passage car, sous l'action de la force du ressort de la pompe, la broche est poussée par la courbure des surfaces de butée jusqu'à une position finale définie non équivoque, ce qui fixe également par là-même, le positionnement récipro35 que du piston et du cylindre Au moment du montage, l'arbre à cames se trouvant à une position d'orientation en rotation appropriée, il suffit d'allonger le poussoir de liaison jusqu'à ce que le ressort de la pompe prenne appui contre lui, libère la broche et permette ainsi de retirer facilement celle-ci En outre, il faut encore naturellement raccorder la tige de commande du groupe d'injection au régulateur du moteur. Pour neutraliser les forces de frottement éventuelles entre la broche et les ouvertures de passage, les parties 10 des parois des ouvertures de passage qui jouent le rôle de surfaces de butée sont constituées par deux surfaces planes inclinées opposées l'une à l'autre comme des pentes de toit et la broche présente des surfaces antagonistes correspondantes Les surfaces planes glissant l'une sur l'autre sous 15 l'effet du ressort de la pompe assurent de façon particulièrement précise la position initiale du piston de la pompe, tant dans le sens de la rotation que dans le sens longitudinal, et ceci indépendamment des forces de frottement réduites éventuelles entre la broche et les parois. Selon un autre mode de réalisation de l Dinvention, les ouvertures de passage et la broche ont une section droite rectangulaire et les parois des ouvertures de passage sont respeztivement perpendiculaires ou parallèles à l'axe longitudinal de la pompe Celles de ces parois des ouvertures de passage qui sont perpendiculaires à l'axe longitudinal de la pomape servent de surfaces de butée, tandis que celles qui sont parallèles à l'axe servent de surfaces d'appui pour fiêer le piston de la pompe à sa position d'orientation en rot:ation. 2 ' Lors du montage d'un groupe d'injection de ce genre, a position initiale du piston de la pompe peut aussi être déterminiée par la mise en contact du piston avec la broche, par allongement du poussoir de liaison, contre l'action du ressort de la pompe, pendant que de son côté, la broche est,5 tenue applique contre les surfaces d'appui ménagées dans le cylindre grâce à des vis de serrage, des clavettes ou des moyens analogues, contre la force de ce poussoir de liaison. On réalise ainsi un réglage qui ne dépend que dans une faible mesure, seulement, du toucher de l'ouvrier monteur, comme lorsque la position initiale du piston de la pompe est déterminée exclusivement par l'effet de la force du ressort de la pompe ainsi qu'il a été décrit plus haut Selon le procédé de montage choisi, il faut naturellement fixer les distances à respecter au moment de la fabrication entre les 10 surfaces de butée utilisées. D'autres caractéristiques et les avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple, en référence aux dessins annexes dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un groupe d'injection associé à un cylindre de moteur Diesel avec ses moyens d'entraînement; la figure 2 est une vue de détail à plus grande échelle et en coupe partielle d'une partie du piston de la 20 pompe et du cylindre de la pompe montrant les surfaces de butée et les surfaces d'appui; la figure 3 est une vue en coupe transversale de la figure 2; la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 25 montrant un autre mode de réalisation; la figure 5 se rapporte à un autre mode de réalisation; la figure 6 est une vue en coupe de la réalisation de la figure 5 par un plan passant par l'axe du piston, après 30 rotation de 90 . Le groupe d'injection est constitué par un injecteur 1 et par une pompe à piston d'injection disposés dans un carter commun 2 La pompe d'injection comprend un piston de pompe 3 qui est soumis à l'action d'un ressort 4 et qui est 35 déplacé ou entraîné contre l'effet de ce ressort 4 à partir d'un arbre à cames 9 par l'intermédiaire d'un culbuteur 6 et d'un poussoir de liaison 7 à longueur réglable Le piston 3 est calé en rotation avec une douille 8 qui possède une denture 9 engrenant avec la denture d'une tige à crémaillère 5 10 A l'aide de cette tige à crémaillère 10 et de la douille 8 on peut faire tourner le piston 3 Ce dernier présente en bas deux bords de commande 11, 12 qui se trouvent à une certaine distance l'un de l'autre en sens axial et qui sont reliés l'un à l'autre par une rainure 13 Le piston 3 est contenu dans un cylindre de pompe 14 qui possède deux canaux d'alimentation en carburant 15 qui le traversent. Lorsqu'au cours du déplacement du piston vers le bas le bord 11 a dépassé l'orifice des canaux d'alimentation et que le carburant est enfermé dans le cylindre 14 en 15 avant de la face extrême du piston, l'injecteur 1 commence à laisser jaillir le carburant, après une augmentation convenable de a pression dans le cylindre 14 Quand ensuite, le piston poursuivant sa course, le bord 12 dégage l'orifice des canaux d'alimentation 15, la projection du carburant hors de l'injecteur 1 prend fin en raison de l'existence de la rainure de jonction 13 et le carburant est dirigé dans les canaux 15. Pour permettre, lors du montage initial, de placer le piston de la pompe dans la position qui, lorsque le moteur fonctionne, provoque le début correct de l'injection et le débit convenable d'injection, il est prévu, comme le montrent les figures 2 et 3, sur le piston de pompe 3 d'une part et sur le cylindre de pompe 14, d'autre part, des surfaces de butée 16, 17, le piston 3 ayant un collet 18 dont le diamètre est supérieur à celui du piston, de telle sorte que la surface de butée 16 est prévue sur ce collet 18, tandis que la surface de butée 17 du cylindre de pompe 14 est constituée par la face extrême de ce dernier, voisine du collet Le collet 18 présente un méplat 19 qui coopère en 35 tant que surface d'appui avec une surface d'appui ménagée sur le cylindre de pompe 14 et constituée par la face latérale d'une saillie 21 de la face extrême du cylindre 14, cette surface d'appui 20 se poursuivant par une surface de guidage inclinée 22 Pour le montage, il est simplement nécessaire 5 de mettre la came d'injection du moteur à la position souhaitée, par exemple à la position de la levée maximum du piston (figure 1) et d'intercaler une cale d'épaisseur 23 entre la came et le levier oscillant 6 pour obtenir la course totale nécessaire, d'allonger le poussoir de liaison 10 7 jusqu'au moment o les surfaces de butée 16, 17 du piston de pompe 3 et du cylindre de pompe 14 sont appliquées les unes contre les autres En outre, grâce à la surface de guidage 22 et aux surfaces d'appui 19, 20, le piston de pompe 3 atteint en même temps son orientation correcte en 15 rotation. Selon les figures 1 et 4 à 6, les surfaces de butée du piston de pompe 3 et du cylindre de pompe 14 qui, dans ce cas, coopèrent indirectement, sont constituées respectivement par les parois de deux ouvertures de passage 24, 25 20 cylindriques ou prismatiques dirigées perpendiculairement à l'axe longitudinal de la pompe et qui sont traversées toutes deux par une même broche 26 Les ouvertures de passage 24, 25 et la broche 26 peuvent avoir une section droite circulaire Selon une variante représentée sur la figure 4, les parois des ouvertures de passage 24, 25 servant de surfaces de butée sont constituées chacune par deux surfaces planes 27 inclinées et opposées comme des pentes de toit, la broche 26 possédant des surfaces antagonistes correspondantes Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 5 et 6, les 30 ouvertures de passage 24, 25 ont une section droite rectangulaire, les parois de ces ouvertures 24,25 étant les unes perpendiculaires et les autres parallèles à l'axe longitudinal de la pompe. Pour monter le dispositif, l'arbre à cames 5 étant 35 à sa position d'orientation appropriée, le poussoir de il liaison 7 est allongé jusqu'à ce que la broche 26 soit libérée et puisse être facilement retirée Selon la figure 5, la position initiale du piston de pompe 3 peut également être fixée par un allongement du poussoir de liaison 7 permettant d'appliquer le piston 3 contre la broche 26 à l'encontre de la force du ressort 4 et de maintenir cette broche appliquée à l'aide d'une cale 28 contre les surfaces de butée du cylindre 14 constituées par les ouvertures de passage 25; contre la force du poussoir de liaison. 10 REVENDICATIONS 1 Groupe d'injection associé à chacun des cylindres d'un moteur Diesel à plusieurs cylindres, constitué par un injecteur et par une pompe d'injection à piston disposés 5 dans un carter commun, cette pompe étant commandée à partir d'un arbre à cames par l'intermédiaire d'un culbuteur et d'un poussoir de liaison réglable en longueur, comprenant un piston de pompe mobile en rotation, ayant deux bords de commande d'injection disposes à une certaine distance l'un 10 de l'autre en sens axial, ainsi qu'un cylindre de pompe contenant le piston et présentant au moins un canal d'ali mentation en carburant qui le traverse, caractérisé en ce que le piston de pompe ( 3) et le cylindre de pompe ( 14) ont chacun une ou plusieurs surfaces de butée { 16,17,24,25) disposées transversalement, de préférence perpendiculairement à l'axe longitudinal de la pompe, qui, lorsque le piston ( 3) est à la position initiale qu'il prend au moment du montage du groupe d'injection sur le moteur, coopèrent soit directement, soit indirectement en fixant simultanément la 20 position d'orientation en rotation du piston de pompe ( 3), et en ce que, lorsque les surfaces de butée ( 16,17) sont perpendiculaires à l'axe, afin de fixer la position d'orientation en rotation du piston de la pompe ( 3) par rapport au cylindre de la pompe ( 14) quand le piston est à sa position 25 initiale, il est prévu deux surfaces d'appui ( 19,20) parallèles à l'axe de la pompe, situées l'une sur le piston ( 3) et l'autre sur le cylindre ( 14) destinées à s'appliquer l'une contre l'autre. 2 Groupe d'injection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de butée ( 16) du piston de pompe ( 3) disposée perpendiculairement à l'axe longitudinal de la pompe est prévue sur un collet ( 18) dont le diamètre est supérieur à celui du piston, tandis que la surface de butée ( 17) du cylindre de pompe ( 14) est la face extrême dudit cylindre située du côté du collet ( 18) et perpendiculaire à l'axe, la surface d'appui ( 19) prévue sur le piston ( 3) étant constituée par un méplat du collet et la surface d'appui ( 20) prévue sur le cylindre de pompe ( 14) et coopérant avec celle du piston étant constituée par une surface latérale d'une saillie ( 21) de la face extrême. 3 Groupe d'injection selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface d'appui ( 20) de la saillie ( 21) de la face extrême du cylindre de pompe ( 14), parallèle à l'axe du cylindre et se raccordant avec la surface 10 de butée ( 17) constituée par cette surface extrême se poursuit par une surface de guidage inclinée ( 22). 4 Groupe d'injection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces de butée du piston de pompe ( 3) et du cylindre de pompe ( 14) qui coopèrent indi15 rectement sont constituées par les parois respectives de deux ouvertures de passage ( 24,25) cylindriques ou prismatiques, disposées perpendiculairement à l'axe longitudinal de la pompe, qui peuvent être traversées ensemble par une broche ( 26) ou un élément analogue ayant une section droite 20 correspondante. Groupe d'injection selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ouvertures de passage ( 24,25) et la broche ( 26) ont une section droite circulaire. 6 Groupe d'injection selon la revendication 4, caractérisée en ce que les parois des ouvertures de passage 24, 25) servant de surfaces de butée sont constituées chacune par deux surfaces planes ( 27) inclinées comme des pentes opposées de toit, et la broche ( 26) présente des surfaces antagonistes correspondantes. 7 Groupe d'injection selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ouvertures de passage ( 24, 25) et la broche ( 26) ont une section droite rectangulaire, les parois des ouvertures de passage ( 24,25) étant disposées les unes perpendiculairement et les autres parallèlement à l'axe 35 longitudinal de la pompe.