Brevet FR2568944A1 — publié le 19860214

Pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne." l1invention concerne une pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne notamment pour des moteurs Diesel tournant rapidement, avec un piston de pompe guidé dans le cylindre de pompe, avec une chambre de travail de la pompe délimitée par le piston et qui, pendant la course d'aspiration du piston de la pompe est susceptible d'être remplie de carburant, tandis que pendant la course de refoulement du piston de la pompe, elle est susceptible d'être reliée à une buse d'injection, avec un tiroir de réglage susceptible de coulisser axialement sur le piston de la pompe et et ui, selon la position du piston de la pompe dans sa course, libère ou bien ferme sur la périphérie du piston de la pompe, au moins un orifice de délestage relié à la chambre de travail de la pompe, une ar8te de commande du tiroir de réglage commandant cet orifice de délestage étant constituée par un flanc radial d'une gorge annulaire interne tournée vers le piston de la pompe dans le tiroir de réglage, et qui est reliée à un camal d'évacuation allant vers l'extérieur. Dans une telle pompe d'injection de carburant, la course de refoulement ou course utile du piston de la pompe et donc la phase d'injection, se termine lorsque, du fait du déplacement du piston de la pompe, l'orifice de délestage ou orifice de commande dans le piston de la pompe, est déplacé au-delà de l'arête de commande de la gorge annulaire et vient en communication avec cette gorge annulaire. De ce fait, la chambre de travail de la pompe est délestée et la quantité résiduelle de carburant se trouvant dans la chambre de travail de la pompe s'écoule pendant la course résiduelle du piston de la pompe, par l'intermédiaire de l'orifice de délestage et du canal d'évacuation dans la chambre d'aspiration de la pompe d'injection de carburant. Ce processus, dit de commande d'évacuation, s'effectue Si rapidement qu'il est déjà terminé avant que le pointeau de la buse de la soupape d'injection ou de la buse d'injection la ferme à nouveau. Comme, dans le cas de moteurs Diesel tournant rapidement, pour obtenir des pressions d'injection très élevées, il n'est prévu entre la chambre de travail de la pompe et les différentes soupapes d'injection, que des étranglements de l'écoulement en retour sans aucune soupape, les gaz de combustion dans la chambre de combustion du moteur peuvent, lorsque la soupape d'injection n'est pas encore fermée, refouler une partie de carburant hors de la canalisation d'alimentation aboutissant à la soupape d'injection considérée, par l'intermédiaire de l'étranglement de l'écoulement en retour dans la chambre de travail de la pompe.Ceci provoque lors du processus d'injection suivant une réduction de la quantité injectée et un retard du début de l'injection. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet une pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne caractérisée en ce que le canal d'évacuation est fermé par un organe de commande de la pression, qui tout au moins au début de la commande d'ouverture de l'orifice de délestage par le tiroir de réglage, maintient une pression prédéterminée dans la chambre de travail de la pompe et dans la canalisation d'injection de carburant alimentée par cette chambre. La pompe d'injection de carburant conforme à l'invention définie ci-dessus présente par contre ltavan- tage qu'avec des moyens simples, le "soufflage en retour" du carburant est évité. La pression maintenue dans la chambre de travail de la pompe par l'organe de commande de la pression conforme à l'invention, pendant la période s'écoulant entre le début du processus de la commande d'évacuation, c'est-à-dire l'ouverture de l'orifice de délestage par le tiroir de réglage, et la fermeture du pointeau de buse dans la soupape d'injection, est si élevée que la pression des gaz de combustion ne suffit pas à refouler le carburant par l'intermédiaire de l'étranglement de l'écoulement en retour. D'autres caractéristiques de l'invention per- mettent d'envisager d'autres formes de réalisations avantageuses de la pompe d'injection ci-dessus définie. Une forme avantageuse de l'invention résulte notamment de ce que l'organe de commande de la pression comporte un piston coulissant s'appliquant sur le débouché du canal d'évacuation sous l'action d'un ressort d'appli cation sous pression. Le piston coulissant rend disponible mi volume de réserve dans lequel la quantité de carburant évacuée est introduite contre l'action du ressort d'appli- cation de la pression. Une forme avantageuse de réalisation de l'invention résulte de ce que le piston coulissant est guidé dans un boîtier dans lequel est également logé le ressort d'application sous pression et que dans la zone de coulissement du piston coulissant, débouche radialement un perçage d'échappement traversant le boîtier du piston. Le perçage d'échappement ainsI prévu. empoche un pompage complet du volume de réserve et donc que l'organe de coma mande de la pression devienne progressivement inefficace. Entre autres, cela a lieu lorsque pour des raisons dren- combrement, le ressort d'application de la pression ne peut pas être dimensionné de façon à développer un effort suffisant pour que la quantité de carburant évacuée soit à nouveau refoulée Jusqu'd la fermeture de l'orifice de délestage. Le volume de réserve existant est alors plus complètement rempli à chaque processus dtévacuation, jus qutà ce que le piston coulissant s'applique sur le fond du bottier en comprimant le ressort d'application de la pression et que l'organe de commande de la pression devienne ainsi inefficace. Grâce à une disposition appropriée du perçage d'échappement par rapport à la course du piston coulissant, on limite le volume maximal de réserve.La quantité de carburant excédentaire s'écoule par l'intermé- diaire du perçage d'échappement dans la chambre d'aspiration de la pompe d'injection de carburant. Le perçage d'échappement permet également en mme temps, un réglage relativement précis de la pression maintenue par ltor- gane de commande de la pression. Une forme de réalisation avantageuse de l'invention consiste également en ce que dans la chambre de ressort du bottier enfermant le ressort d'application sous pression, débouche un perçage de communication traversant la paroi du bottier et qui présente une section transversale d'étranglement définie. Par ce perçage de communication, la chambre de ressort est en communication avec la chambre d'aspiration de la pompe d'injection de carburant, qui entoure le bottier du piston et qui est remplie de carburant. La quantité de carburant stécoulant par l'intermédiaire de la section transversale d'étrangle- ment lors du déplacement du piston coulissant, provoque un amortissement de ce deplacement du piston et améliore ainsi la caractéristique de pression de l'organe de commande de la pression. Une forme avantageuse de réalisation de l'invention est obtenue en ce que l'organe de commande de la pression est constitué par une soupape de retenue fermant le canal de délestage Notamment, il est prévu en série avec la soupape de retenue, un étranglement et que cet étranglement est de préférence constitué par le canal d'évacuation lui-même. Grâce à ces dispositions on obtient une réalisation techniquement simple de la soupape de commande de la pression conforme à l'invention. La section transversale d'étranglement est dimensionnée de façon que, d'une part, au début du processus d'évacua- tion, il y ait une pression suffisamment élevée dans la chambre de travail de la pompe et que, d'autre part, après fermeture du pointeau de buse dans a soupape d1in- jection, le carburant puisse s'évacuer dans une large mesure sans empêchement par l'intermédiaire de l'orifice de délestage. L'invention va exposée plus en détail dans la description ci-apris en se référant aux exemples de réalisation représentés sur les dessins ci-joints dans lesquels la figure i est une coupe longitudinale partielle d'une pompe d'injection de carburant, les figures 2 et 3 sont respectivement, à plus grande échelle, des coupes longitudinales du piston, (en vue partieLle3 et du tiroir de réglage de la pompe d'injection de carburant de la figure 1, selon un premier et un second exemples de réalisation, Sur la figure 1, est représentée schématiquement une coupe longitudinale d'une pompe d'injection de carburant répartitrice, dans laquelle de façon connue, un piston de pompe 10 est entraîné par l'intermédiaire d'un disque à came 11 par un entraînement, non représenté plus en détails de façon qu'il effectue aussi bien un déplaee- ment de translation qu'un déplacement de rotation. Ce piston de pompe 10 est susceptible de coulisser dans un cylindre 12 fermé frontalement, dans lequel il délimite une chambre de travail 13 de la pompe. Le cylindre 12 est maintenu dans un bottier de pompe 14 comportant une chambre d'aspiration 15 entourant le disque à came tl et la partie du piston de pompe 10 faisant saillie hors du cylindre 12. Cette chambre d'aspiration est maintenue remplie de carburant par une pompe de refoulement, non représentée.Le carburant arrive alors par l'intermédiaire de l'alimentation 16. Le piston de pompe 10 comporte un perçage central 18 s'étendant axialement qui débouche sur la face frontale 17 du piston de pompe 10 délimitant la chambre de travail 13 de la pompe. Ce perçage axial 18 est en commnication avec un perçage transversal 19 qui débouche dans une gorge annulaire 20 à la périphérie du piston de pompe 10. De cette gorge annulaire 20 part une gorge iongitudinale de répartition 21 qui coopère avec des canalisations de refoulement ou d'injection 22 s'étendant dans le bottier 14 de la pompe. Ces canalisations d'injection 22 sont alors réparties à la périphérie du cylindre 12 de façon correspondante au nombre de cylindres à alimenter du moteur à combustion interne associé.Dans le cas d'un moteur Diesel tournant rapidement, chaque canalisation d'injection 22 aboutit par l'intermédiaire d'un étranglement du courant de retour à la buse d'injection qui lui est associée. De la face frontale 17 du piston de pompe 10, partent des gorges longitudinales 23 par l'intermédiaire desquelles, lors de chaque course d'aspiration du piston de pompe 10, la chambre de travail 13 est reliée à un per çage d'aspiration 24 qui va de la chambre d'aspiration 15 de la pompe au cylindre 12 en passant à travers la paroi de ce cylindre. Le perçage d'aspiration 24 est susceptible d'être fermé au moyen d'une soupape magnétique 25. Sur la partie du piston de pompe 10 faisant saillie dans la chambre d'aspiration 15, glisse, en étant susceptible de coullsser axialement, un tiroir de réglage 26 qui est actionné de façon connue par un régulateur de vitesse de rotation à force centrifuge, par l'intermédiai- re d'une tige de réglage 27, et qui commande la course de refoulement ou course utile de la pompe et donc, le volume maximal refoulé ainsi que la fin de l'injection. Ce tiroir de réglage 26 comporte une gorge annulaire in terne 28, ouverte en direction de la périphérie du piston de pompe 10, et qui coopbre avec un perçage transversal 29 dans ce piston de pompe 10 Le perçage transversal 29 est relié au perçage axial 18 et est ainsi en communica- tion permanente avec la chambre de travail 13 de la pompe. Le perçage axial 18 et le perçage transversal 29 cons- tituent ainsi un orifice de délestage pour la chambre de travail de la pompe, orifice qui est fermé par le tiroir de réglage 2C et qui est libéré par ce tiroir, selon la position de celui-ci, pour une course parcourue plus ou moins importante du piston de pompe 10. Le flanc situé à gauche sur la figure 1 de la gorge annulaire 28 constitue alors une arête de commande.La gorge annulaire 28 est reliée à un canal d'évacuation 30 constitué par un per- çage radial débouchant dans la chambre d'aspiration 15, et qui est fermée par un organe de commande de la pression 31 ou bien 31' (figures 2 et 3)e L'organe de commande de la pression 31, 319 1 est conçu de façon qu'au début de la commande d'ouverture de l'orifice de délestage par le tiroir de réglage 26, une pression prédéterminée soit maintenue dans la chambre de travail 13 de la pompe prend dant un court instant et , en tous cas, jusqu'à la ferme- ture du pointeau de buse dans la buse d'injection. Cet organe de commande 31 de la pression, dans sa forme de réalisation selon la figure 2, comporte à cet effet, un piston coulissant 22 s'appliquant sur le débouché du canal d'évacuation 30 sous l'action d'un ressort 33 d'application sous pression. Le piston coulis- sant 32 est guidé dans un bottier qui est constitué, dans ce cas, par le tiroir de réglage 26. Ce tiroir de réglage 26 comporte un alésage borgne 34 dans le fond duquel débouche le canal d'évacuation 39. Dans cet alésage borgne 34 le piston coulissant 32 est guidé en étant susceptible de coulisser axialement et il est pressé sur le fond de l'alésage borgne 34 par le ressort 33 d'application nous pression, qui prend appui, d'autre part, sur une pièce de fermeture 35 fermant l'alésage borgne 34.Cette pièce de fermeture 35 est munie d'un perçage axial 36 par l'nntermédiaire duquel la chambre de ressort est en communication avec la chambre d'aspiration 15. Ce perçage axial 36 présente une section transversale d'étranglement définie. A une certaine distance du fond de l'alésage borgne 34, un perçage radial 37 débouche dans celui-ci. La longueur axiale du piston coulissant 32 est déterminée de façon que ce piston coulissant 32 ferme, dans sa position de repos ou position de base dans laquelle il s'applique contre le fond de l'alésage borgne 34, le perçage radial 37. Le mode d'action de l'organe de commande 31 de la pression est le suivant Pendant la course de refoulement du piston de pompe 10, du carburant est refoulé par l'intermédiaire de la canalisation dtinjection 22 vers la buse dtin- jection où il est injecté dans le cylindre correspondant du moteur à combustion interne. La course de refoulement se termine dès que lors du déplacement du piston de pompe 10, le perçage transversal 29 de l'orifice de délestage franchit l'aréte de commande de la gorge annulaire 28. Lors du processus d'évacuation s'établissent désormais et pendant la course résiduelle du piston de pompe, du carburant s'écoule de la chambre de travail 13 de la pompe par l'intermédiaire de l'orifice de délestage constitué par le perçage axial 18 et par le perçage trans versal 29, dans le canal d'évacuation 30 et déplace dans ce canal en remplissant un volume de réserve, le piston coulissant 32 contre l'action du ressort 33 d'ap- plication sous pression0 Comme par ailleurs, la face arrière du piston coulissant 32 est également sollicitée par la pression dans la chambre d'aspiration 15, une pression déterminée est nécessaire pour déplacer le piston coulissant 32, cette pression étant définie par le dimensionnement du ressort 33 d'application sous pres sior La pression de coulissement du piston coulissant 32 est alors prévue de façon que l'on maintienne dans la chambre de travail 13 de la pompe, a partir du début du processus d'évacuation jusqu'au moins à l'instant où le pointeau de buse a à nouveau fermé de façon satisfaisante la buse d'injection, une pression telle qu'un soufflage en retour de carburant par les gaz de combustion du moteur et par l'intermédiaire de l'étranglement de l'écoulement en retour dans la canalisation de refoulement 22 et dans la chambre de travail 13 de la pompe, soit empêché avec certitude alors que le pointeau de buse est encore ouvert. Si le piston coulissant 32 est repoussé en arrière par la quantité de carburant s'écoulant jusqu'à ce que le per- çage radial 37 soit libéré, la quantité de carburant supplémentaire s'écoule par l'intermédiaire de ce perçage radial 37 dans la chambre d'aspiration 15. ainsi est déterminé le volume de réserve maximal libéré par le piston coulissant 32.Par la distance du perçage radial 37 à partir du fond de l'alésage borgne 34, le volume de réserve maximal peut être fixé de façon que la quantité de carburant qui y est stockée, puisse être refoulée par le piston coulissant 32 dans la chambre de travail 13 de la pompe entre le début du mouvement de coulissement en sens inverse du piston de pompe jusqu' ce que l'orifice de délestage soit fermé à nouveau. be perçage axial 36 revê- tant la forme d'un étranglement assure un amortissement du déplacement axial du piston coulissant 32. L'organe de commande de la pression 31' selon l'exemple de réalisation de la figure 3, est constitué par une soupape de retenue 38 fermant le canal de délestage 30, cette soupape étant dans ce cas, une soupape de retenue à bille. La soupape de retenue 38 est intégrée dans le tiroir de réglage 26, celui-ci comportant un alésage borgne 39 dont le fond constitue un siège de soupape 4Q pour la bille 41. Un ressort de fermeture de soupape 42 prend appui, d'une part, sur la bille 41 et, d'autre part, sur une pièce de fermeture 43 fermant l'alésage borgne 39. Cette pièce de fermeture 43 porte de la mEme façon et dans le m4me but que la pièce de fermeture 35 de la figure 2, un perçage axial 44 avec une section transversale d'étranglement dd- finie par l'intermédiaire de laquelle l'espace interne de la soupape est en communication avec la chambre d'aspiration 15 de la pompe d'injection de carburant. Le canal d'évacuation 30 revêt la forme d'un étranglement, la section transversale d'étranglement étant dimensionnée de façon que, d'une part au début du processus d'évacuation, une pression suffisamment élevée soit maintenue dans la chambre de travail 13 de la pompe, et que, après fermeture du pointeau de buse dans la soupape d'injection, le carburant puisse s'écouler par l'intermédiaire de la soupape de retenue 38. REBENDICATIONS 1.- Pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, notamment pour des moteurs Diesel tournant rapidement, avec un piston de pompe guidé dans le cylindre de pompe, avec une chambre de travail de la pompe délimitée par le piston et qui, pendant la course deaspiration du piston de la pompe, est susceptible d'être remplie de carburant, tandis que pendant la course de refoulement du p ston de la pompe, elle est susceptible d'être reliée à une buse d'injection, avec un tiroir de réglage susceptible de coulisser axialement sur le piston de la pompe et qui, selon la position du piston de la pompe dans sa course, libere ou bien ferme sur la périphérie du piston de la pompe, au moins un orifice de délestage relié à la chambre de travail de la pompe, une arêtre de commande du tiroir de réglage com- mandant cet orifice de délestage étant constituée par un flanc radial d'une gorge annulaire interne tournée vers le piston de la pompe dans le tiroir de réglage9 et qui est reliée à un canal d'évacuation allant vers l'extérieur, pompe d'injection caractérisée en ce que le canal d'évacuation (30) est fermé par un organe de commande de la pression (31s 31') S qui qui tout au moins au début de la commande d'ouverture de l'orifice de délestage (29, 18) par le tiroir de réglage (26), maintient une pression prédéterminée dans la chambre de travail (13) de la pompe et dans la canalisation d'injection de carburant (22) alimentée par cette chambre. 2.- Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de commande de la pression (31) comporte un piston eoulis- sant (32) s'appliquant sur le débouché du canal d'évacua- tion (30) sous l'action dan ressort d'application sous pression (33). 3. Pompe d'injection de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que le piston coulissant (32) est guidé dans un boiter dans lequel est également logé le ressort d'application sous pression (33), et que dans la zone de coulissement du piston coulis- sant (32) débouche radialement un perçage d'échappement (37) traversant le bottier du piston. 4.- Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que dans la chambre de ressort (34) du bottier enfermant le ressort d'application sous pression (33'), débouche un perçage de cornnninication (36) traversant la paroi du bottier et qui présente une section transversale d'étranglement définie. 5.- Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que la longueur axiale du piston coulissant (32) est dimensionnée de façon que le perçage d'échappement (37) est fermé par ce piston coulissant (32) lorsque celui-ci s'applique sur le débouché du canal d'évacuation (30). 6.- Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le bottier est constitué par le tiroir de réglage (26) lui-m4me. 7.- Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de commande de la pression (31 1) est constitué par une soupape de retenue (38) fermant le canal de délestage (30). 8.- Pompe d'injection de carburant selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'il est prévu en série avec la soupape de retenue (38) un étranglement et que cet étranglement est de préférence constitué par le canal d'évacuation (30) lui-même. 9.- Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que la soupape de retenue (38) est intégrée dans le tiroir de réglage (26). 10.- Pompe d'injection de carburant selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'un canal de communication (44) aboutissant à l'extérieur et compor taft une section transversale d'étranglement définie, débouche dans la chambre de soupape (39) où sont logés l'organe de fermeture de soupape (41) et le ressort de fermeture de soupape (42).