Brevet FR2576977A1 — publié le 19860808

POMPE POUR L2IXJECTION DE CARBURANT Linvention concerne une pompe à injection de carburant pour moteurs a combustion interne, comportant au moins un piston de pompe entrainé sur une course de cames et qui limite mn espace de travail, avec un distributeur entrainé en rotation, dans une perforation cylindrique, en synchronisme avec le piston de la pompe, avec, dans le distributeur, une conduite distributrice, reliée avec espace de travail, et mise en communication, chaque fois pendant une course de compression du piston de la pompe, successivement, avec des conduites dtinjection disposées avec une répartition déterminée, avec une conduite de décharge reliée avec l'espace de travail et qui peut être mise en service, en rapport avec une position variable de rota tion du distributeur, pendant la course de compression, et avec une conduite d'alimentation du distributeur, qui peut également être reliée avec l'espace de travail, et qui ultérieurement sera reliée, avec le commencement de la course d'admission du piston de la pompe avec une réserve de carburant, cette liaison étant interrompue, au cours de la course d'admission du piston de la pompe pour mesurer le remplissage de espace de travail. Dans une pompe à injection de carburant, de ce genre, connue par le DE-A-34 12 834, le commencement et la fin de ltinjection peuvent être commandés séparément. La fin de l'injection est déterminée par la position momentanée d'un tiroir annulaire encerclant le distributeur, dont l'ouverture de commande coopère avec une seconde ouverture de commande reliée avec l'espace de travail de la pompe, placée dans le distributeur rotatif pour commander cet espace de travail. En revanche, le commencement de ltinjection est commandé par la mesure, variable, de la quantité de carburant dans l'espace de travail pendant la course d'admission du piston de la pompe, la fin de la mesure ou de l'alimentation, ou la course d'admission réellement exécutée réellement par le piston de la pompe étant le point déterminant pour un commencement précoce ou tardif de ltinjection. La mesure du carburant est déterminée dans les pompes d'injection connues, par une soupape de commande et un appareil de commande électronique qui ouvré la soupape de commande au commencement de lacourse d'admission, et la referme, en fonction de différents facteurs, tels que la charge, la vitesse de rotation, la pression, et la température, d'après un angle de rotation variable du distributeur ou une variation de la course du piston de la pompe.Bien que les signaux qui actionnent la soupape soient émis avec une grande précision de l'angle de rotation par l'appareil de commande électronique, il peut se produire des variations imprécises de ltinstant d'ouverture ou dé fermeture effectif de la soupape, sous l'effet de variations du courant ou de l'inertie de l'organe de fermture de la soupape. Dans la pompe d'injection de carburant suivant l'invention, il est adjoint au distributeur, pour relier la conduite d'alimentation, avec la réserve de carburant, un tiroir annulaire réglable, qui offre au moins un orifice avec une arête de commande, commandant l'interruption de la liaison de la conduite d'alimentation avec la réserve de carburant, et qui coopère avec une arête de commande de la conduite dali- mentation du distributeur, pour arrêter le remplissage de l'espace de travail Cette disposition offre l'avan tage que le dosage afférent du carburant, et la course du piston exécutée à cet effet sont commandées géométriquement par la position angulaire du distributeur lors de l'interruption de l'alimentation en carburant et qu'en conséquence, le commencement de l'injection s'amorce exactement suivant un angle précis au moment où se raccorde la course de pression de la pompe. Grâce aux dispositions qui sont indiquées dans la suite5 il est possible d'obtenir des perfectionnements et améliorations de la pompe à injection suivant 1 1invention. Particulièrement avantageuse est une configuration de la pompe à injection de carburant où le tiroir annulaire est relié avec un dispositif de réglage commandé électriquement, par laquelle il est évité toute oscillation du tiroir et, par suite, toute irrégularité du moteur alimenté. Si le dispositif de réglage comprend un moteur de réglage et un mécanisme à broche filetée entrainé par ce moteur dont un élément, entraine en droite ligne, est relié avec le tiroir annulaire. Le dispositif de réglage comprend un moteur de réglage et un mécanisme à broche filetée entrainé par ce moteur dont un élément, entrainé en droite ligne, est relié avec le tiroir annulaire. Il est obtenu un réglage très précis du tiroir annulaire, en fonction des conditions existantes. Et si cette pompe à injection a une configuration telle que la fin de l'injection aussi est ajustee par un système de réglage inerte, le tiroir annulaire pouvant tourner sur le distributeur, la quantité injectée nécessaire chaque fois pourra être mesurée et commandée exactement. - Quatre modèles de réalisation de l'objet de l'invention simplifiés, sont représentés par les dessins joints et sont décrits ci-après plus en détail. - La figure 1 montre un premier exemple d'une pompte à injection de carburant à piston radial, simplifiée, en coupe longitudinale, - la figure 2 montre la pompe à injection de la figure 1, en coupe transversale suivant le plan II-II de la figure 1, - la figure 3 montre des coupes transversales schématiques de la pompe à injection de la figure 1 suivant les plans II à V de cette figure, en rapport les uns avec les autres, - la figure 4 est un diagramme dtune courbe schématique de soulèvement de la came sur angle de rotation , avec les positions à differentes phases d' injection dans le domaine de la montée de la came, - les figures 5 à 7 montrent trois autres exemples-de réalisation d'une pompe à injection de carburant à piston radial, simplifiés, toujours en coupe longitudinale. Dans un bloc 1 formant logement d'une pompe à injection de carburant à piston radial du type à distributeur, il est monté, dans une perforation cylindrique 2, rotatif, un distributeur qui est accouplé, solidaire en rotation avec un arbre moteur 4, mais est toutefois mobile axialement par rapport à lui. Dans la zone du bloc-logement 1 adajcente à l'arbre moteur 4 sont prévus, à des distances angulaires égales, des perforations radiales 5, dans lesquelles sont guidés, étanches, des pistons de pompe 6. A l'extérieur, se raccorde à chaque piston de pompe, un poussoir 7 comportant un rouleau 8 qui, sous effet d'un ressort 9, est en permanence en contact avec la voie d'une came annulaire 10, reliée rigidement avec l'arbre moteur 4.Radialement vers l'intérieur se raccorde au piston de pompe 6, monté volant, un espace de travail de la pompe. Dans la zone de recouvrement avec les espaces 11 de travail de pompage, le distributeur 3 possède une gorge circonférentielle 12, à laquelle se raccordent, vers l'extrémité du côté de l'entrainement du distributeur 3, une gorge de décharge 14, placée obliquement par rapport à la longueur, et aussi une gorge de distributeur 15, parallèle à l'axe et décalée angulairement dans le sens opposé. Dans la zone où tourne la gorge distributrice 15 débouchent, placés répartis sur la circonférence de la perforation 2, des canaux de distribution 16, qui conduisent, chacun par une conduite d'injection 17 et une soupape de nonnretour 18, à une buse d'injection 19.En conformité avec le nombre des canaux 16 du distributeur, des orifices de décharge 20 sont disposés, dans le bloc 1, dans la zone de circulation de la gorge de décharge 14. Pour alimenter l'espace de travail 11, le distributeur 3 possède dans la zone de la gorge cir conférentielle 12, une perforation transversale 23, à laquelle se raccorde une perforation axiale longitudinale 24. La conduite dtalimentation comprenant la perforation transversale 23 et la perforation longitudinale 24 se poursuit par une perforation oblique 25 comportant une soupape de non"retour 26 vers une gorge d'alimentation 27 de la circonférence du distributeur 3. Dans la zone de la gorge d'alimentation 27, un tiroir annulaire 30 entoure le distributeur 3, en portant, répartis, des orifices d'amenée 31.Dans un espace annulaire 32 du bloc 1 débouche radialement vers l'extérieur du tiroir annulaire 30, une conduite d'alimentation 33, qui est alimentée en carburant par une pompe d'alimentation 34 la pression d'alimentation étant maintenue constante par une soupape 35 de régulation de la pression. Pour modifier la quantité fournie chaque fois dans l'espace 11 de travail au cours d'une course d'admission du piston 6 de la pompe en faisant tourner le tiroir annulaire 30, ce dernier est relié à un dispositif 37 de réglage. Ce dispositif 37 de réglage est constitué d'un moteur électrique 38 comportant un arbre moteur 39 avec un filetage et d'une tige 40 reliée par une articulation avec la bague de réglage 30 et comportant un manchon à vis 41, dans lequel s'engage l'arbre moteur 39.Si l'on fait tourner à gauche ou à droite l'arbre 39 sur un angle déterminé, le tiroir annulaire 30 sera ajusté dans ou à l'inverse du sens de rotation du distributeur 3, de sorte que, au cours de la rotation du distributeur 3, ltarête 42 de commande, arrière dans le sens de rotation, de la gorge 27 d'alimentation, coupe l'arête de commande d'une des ouvertures d'arrivée 31 dans une position angulaire plus précoce ou plus tardive du distributeur, l'alimentation en carburant de l'espace de travail 11 étant interrompue. Pour modifier le moment de commande de l'espace de travail Il pendant la course de pression du piston 6 de la pompe, le distributeur 3 est déplacé axialement dans la perforation cylindrique 2, de sorte que la gorge de décharge 14 disposée obliquement arrive, dans une position angulaire plus précoce ou plus tardive du distributeur 3, à recouvrir lun des orifices 20 de décharge. Pour le réglage axial du distributeur 3, il est également prévu un dispositif 45 de réglage, linéaire, qui est constitué d'un moteur électrique 46 avec un arbre moteur 47 comportant un filetage, et un manchon 48 avec un filetage intérieur. Le manchon 48 encercle un palier à billes 49 qui repose sur l'extrémité de l'entrainement du distributeur 3.Pour empêcher le manchon 48 de tourner, il est pourvu, sur sa circonférence, d'une gorge longitudinale 50 dans laquelle s'engage un ergot 51 placé sur le bloc 1 fixe. De préférence, les deux dispositifs de réglage 37 et 45 sont du genre inerte, ce qui évite un déréglement par à-coups de la quantité injectée, du commencement de l'injection et de la fin de cette injection. Les deux moteurs électriques 38, 46, par exemple des moteurs pas à pas, qui peuvent etre commandés en fonction de l'angle de rotation, sont raccordés avec un appareil de commande électronique 50, auquel sont fournies les valeurs caractéristiques du moteur à combustion interne, telles que, par exemple, la vitesse de rotation, la température, la pression d'air etc.. ainsi que la charge, sous la forme de la position de la pédale d'accélération 51.La configuration de l'appareil de commande électronique 50 est telle qu'en se basant sur les valeurs caractéristiques fournies et des champs caractéristiques programmés d'avance, il est envoyé aux moteurs de réglage 38 et 46, des signaux de commande tels que le tiroir annulaire 30 et le distributeur 3 sont toujours amenés dans une position telle qu'ils déterminent la quantité dosée d'injection, le commencemat, et la fin de l'injection. Le montage d'un tel dispositif de commande se situe dans le cadre de concepts de commande déjà mis au point pour d'autres installations d'injection et n'a pas besoin d'etre décrit plus en détail ici. Le mode de fonctionnement de la pompe à injection de carburant décrite ci-dessus sera maintenant exposé plus en détail avec référence aux coupes transversales de la figure 3 et du diagramme de la figure 4. Le diagramme de la figure 4 représente, simplifié, le soulèvement de la came s (ordonnée), sous l'effet de l'angle de rotation de la bague à cames 10 ou du dis tributeur 3 (abscisse); la bague à cames 10 possède des cames avec un flanc montant correspondant à la section 1, et un flanc descendant correspondant à la section II. Les flancs, illustrés ici comme rectilignes, possèdent dans leur exécution réelle, sur leurs zones terminales, dans une configuration connue, de préférence, une transition de montée de préférence exempte de sauts, pendant qu'en revanche la zone de travail proprement dite est sensiblement linéaire. Au cours de la rotation de la bague à cames 10 et du distributeur 3, les pistons de pompe 6 atteignent, au cours de leur traversée de la section I, finalement, pour un angle de rotation t, le point mort supérieur OT et, de la section II, le flanc de came descendant. En même temps, la gorge d'alimentation 2è arrive à se recouvrir avec une des ouvertures d'arrivée 31, de sorte qu'au cours de la course d'admission qui suit, il est fourni, conforméme-nt à la ligne en traitspoints de la section II, à la pression d'alimentation, par la conduite de charge 23 à 26, du carburant dans l'espace de travail 11.Toujours suivant la position angulaire ajustée par l'organe de réglage 37 du tiroir annulaire 30, ltarête de commande 42, qui suit, de la gorge d'alimentation 27, coupe l'arête de commande 43 de la perforation d'arrivée 31, dans un ordre de grandeur sangle entre 2 et 3. L'alimentation en carburant dans l'espace de travail 11 est alors arrêtée (fin de la fourniture FE). Au cours de remplissage de l'espace de travail 11, les pistons 6 de la pompe s'appliquent sur les poussoirs à rouleau 77 et suivant leur mouvement radial de montée, correspondant au flanc descendant de la came, section 114 Quand l'arrivée de carburant s'arrête, la course d'admission effective du piston de pompe 6 se termine, de sorte que ces pistons restent immobiles après une course entre s2 et s3, pendant que les poussoirs 7 à rouleaux continuent à suivre la voie des cames. Quand la bague à cames 10 continue à tourner, les poussoirs à rouleau 7 arrivent au point mort inférieur tT et, ensuite, sur le flanc ascendant qui suit.Suivant la position de course des pistons 6 de pompe, les poussoirs à rouleaux 7 rencontrent ces pistons 6 entre les angles de rotation 4 et 5, la poussée du carburant commençant à partir de l'espace de travail il en passant par la gorge distributrice 15, dans une conduite 16 d'injection qui coincide avec cette dernière.Ce point est, en même temps, le point SB du commencement de l'injection Au cours de la continuation de la rotation du distributeur 3, il se produit que, suivant la position axiale du distributeur entre les angles de rotation 6 et 7, la gorge de décharge 14 vient coïncider avec un orifice 20 de décharge, l'espace de travail 11 s'ouvrant Ce point est la fin de l'injection SE, au cours duquel, notamment, l'espace de travail 11 est déchargé par à coups, et le carburant restant de- la quantité qui avait été fournie par le piston. 6 de pompe est poussé dans la âa chambre da carburant. il apparait d'après les exécutions ci-dessus et d'après le diagramme de la figure 4 que le commencement de l'.rjection SB dépend du taux de remplissage de l'espace de travail 11, et du parcours de la course du piston de pompe 6 réellement effectué lors de la term~naison de la mesure ou de l'alimentation FE du carburant dans l'espace de travail 11.En raison du fait que la fin de l'alimentation FE est déterminante pour le commencement de l'injection SB, ce commencement de l'injection SB peut être modifié par un ajustement de l'angle du tiroir rotatif 30 au moyen du dispositif de réglage 37, ctest-à-dire outil sera ajusté sur un point entre les angles de rotation 4 et 5 du distributeur 3. Comme la fin de l'injection SE peut être ajustée également dans une large zone entre 6 et 7 du distributeur 3, la durée d'injection et, par suite, la quantité injectée peut être ajustée sur une zone angulaire entre 4 et 7.Cette aptitude au réglage du commencement SE et de la fin SE de l'injection est rendue possible par le fait que des quantités partielles de charge peuvent être injectées sur une zone angulaire quelconque entre les angles de rotation 4 et 7, de sorte que la quantité injectée et le commencement de l'injection peuvent être adaptés exactement aux données du moteur à combustion, à la pression d'air et à la puissance souhaitée. D'autre part, il est possible d'arrêter le moteur en ajustant le tiroir annulaire 30 et le distributeur 3 dans des positions où le commencement de l'injection et la fin de cette injection colncident, et où, donc, il n'est fourni aucune quantité de carburant. Dans les exemples de réalisation suivant les figures 5 à 7 où sont maintenues les transformations de la pompe à injection de la figure 1, les parties semblables sont indiquées par les mêmes références. Alors que dans l'exemple de réalisation de la figure 1, la soupape de retenue 26 empoche un retour en arrière du carburant de l'espace de travail 71 pendant la course de compression dans la conduite d'alimentation 33, dans l'exemple de réalisation de la figure 5, le retour en arrière est arrêté par interruption de la conduite d'alimentation par des gorges de commande. A cet effet, une perforation oblique 55 va de la gorge d'alimentation 27 dans le distributeur 3. En outre, dans une gorge circonférentielle 56 il s'étend de la gorge circonférentielle 12, parallèlement àl'axe, une gorge longitudinale 57 jusqu'au voisinage de la gorge circonférentielle 56.Dans la zone de circulation de cette gorge longitudinale 57 débouche un orifice 58 raccordé à un canal 59, dont l'autre extrémité débouche dans la zone de la gorge circonférentielle 56, dans la perforation cylindrique 2 du bloc 1. La soupape, formée, sur la conduite d'glimentation, par orifice fixe 58 et par la gorge longitudinale 57 tournant avec le distributeur 3 commande le commencement de la fourniture de carburant dans l'espace de travail 11 et assure un verrouillage pour la fin de l'alimentation pour chaque position angulaire de rotation déterminée du distributeur 3. Pour le reste, l'exemple de réalisation de la figure 5 fonctionne de la même façon que celui de l'exemple de la figure 1. Une différence essentielle des exemples de réalisation des figures 6 et 7 par rapport à celui des figures 1 à 5 réside en ce qutici les pistons 6 de la pompe tournent en commun avec le distributeur 3, et que la bague à came 10 est fixe. A cet effet, le distributeur 3 porte dans la zone de l'extrémité drentrai- nement, un collet 61, dans lequel les pistons 6 et les poussoirs à rouleaux 7 sont mobiles radialement. Pour que-lton puisse régler en commun la position de phase de tous les points de commande de la pompe à injection, la bague à cames 10 est en outre montée rotative, dans l'exemple de réalisation de la figure 7.Pour qu'elle puisse etre réglée dans un domaine angulaire déterminé, elle est reliée avec un cylindre de réglage 62 hydraulique, qui peut etre également commandé par l'appareil électronique central de commande. La communication entre la gorge 15 du distributeur et la gorge 14 de décharge avec l'espace de travail il de la pompe est assurée ici par la perfora tion transversale 23 et la perforation longitudinale 24 ainsi que par les perforations obliques 64 ou 65 qui se raccordent à elles. Une autre différence essentielle. entre les exemples de réalisation des figures 6 et 7 par rapport à celui des sigtRres 1 à 5 réside en ce que, pour le réglage du point de commande ou de la fin de l'injection, le distributeur 3 'est pas lui-m8me mobile axialement, mais qu'il lui est adjoint un tiroir annulaire 67 réglable axialement. Ce tiroir annulaire 67, qui contient les ouvertures 20 de décharge, est relié par 11 intermédiaire d t un levier double 68 avec un écrou 69 qui peut être vissé sur le filetage de l'arbre moteur 47 du moteur électrique 46 du dispositif de réglage 45.Comme la gorge de décharge 14 est disposée ici aussi obliquement par rapport à l'extension axiale du distributeur 3, par un déplacement axial du tiroir annulaire 67, il est obtenu, suivant le sens du réglage, une colncidence plus précoce ou plus tardive de la gorge de décharge 14 avec les orifices de décharge 20, ce qui fait que la fin de l'injection est aussi plus précoce ou plus tardive. Il y a lieu ae remarquer qutil peut être utilisé, dans cette forme de réalisation, au lieu du tiroir annulaire réglable axialement, un tiroir rotatif, et que celui-ci-peut être relié, pour le réglage du point de commande, avec un dispositif de réglage, tel que celui qui est décrit, dans le modèle de réalisation de la figure 1 pour régler la fin de l'ali- mentation. Le dispositif de charge de l'espace de travail 11 et de commande de la fin de l'alimenta-tion FE est réalisé de façon analogue à celte des exemples de réalisation des figures 1 et 5. Elle présente toutefois des changements de leur disposition axiale par rapport au distributeur 3. A titre de complément, il est à noter que, dans le cadre de l'invention, les deux tiroirs annulaires 30 et 67 destinés à commander l'alimentation ou à décharger l'espace de travail 11 peuvent etre réalisés, au choix, sous la forme de tiroir rotatif ou de tiroir axial avec une disposition correspondante des gorges de commande qui fonctionnent en commun avec eux, et avec les organes de réglage destinés à assurer les possibilités de réglage nécessaire. Lsattention est, en outre, attirée sur ce que, pour une charge et une décharge plus rapide de l'espace de travail 11, il peut être disposé sur le distributeur 3, non seulement une unique gorge de commande, mais au contraire plusieurs gorges de commande réparties sur la circonférence du distributeir 3, gorges qui coopèrent avec plusieurs orifices d'arrivée 31 ou orifices de décharge 20 disposes convenablement sur les tiroirs rotatifs 30 ou 67. REVENDICATIONS 1- Pompe à injection de carburant pour moteurs à combustion interne, comportant au moins un piston (6) de pompe entrainé sur une course de cames (1O) et qui limite un espace de travail (11), avec un distributeur (3) entrainé en rotation, dans une perforation cylindrique (2), en synchronisme avec le piston de la pompe, avec, dans le distributeur (3), une conduite distributrice (15), reliée avec l'espace de travail (11), et mise en communication, chaque fois pendant une course de compression du piston de la pompe, successivement, avec des conduites d'injection (16, 17) disposées avec une répartition déterminée, avec une conduite de décharge (14) reliée avec l'espace de travail (11) et qui peut être mise en service, en rapport avec une position variable de rotation du distributer (3), pendant la course de compression, et avec une conduite d'alimentation (23 à 27; 55 ) 58) du distributeur (3), qui peut également être reliée avec espace de travail (11), et qui ultérieurement sera reliée, avec le commencement de la course d'admission du piston (6) de la pompe avec une réserve de carburant, cette liaison étant interrompue, au cours de la course d'admission du piston de la pompe pour mesurer le remplissage de espace de travail (lui), pompe caractérisée en ce qu'il est adjoint au distributeur (3), pour relier la conduite d'alimentation (23 à 27; 55 à 58), avec la réserve de carburant, un tiroir annulaire réglable (30), qui offre au moins un orifice (31) avec une arête de commande (43), commandant l'interruption de la liaison de la conduite d'alimentation avec la réserve de carburant, et qui coopère avec une arête de commande (42) de la conduite d'alimentation,du distributeur, pour arrêter le remplissage de espace de travail (11). 2- Pompe à injection suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le tiroir annulaire (30) est relié avec un dispositif de réglage (37) commandé électriquement. 3- Pompe à injection suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de réglage (37) comprend un moteur de réglage et un mécanisme (39, 41) à broche filetée entrainé par ce moteur dont un élément (40), entrainé en droite ligne, est relié avec le tiroir annulaire (30). 4- Pompe à injection suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le tiroir annulaire (30) est monté rotatif sur le distributeur (3). 5- Pompe à injection suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le tiroir annulaire (30) est placé dans la zone dgune extrémité du distributeur (3). 6- Pompe à injection suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qufun second dispositif de réglage (45) est relié avec un second tiroir annulaire (67) entourant le distributeur, qui coopère avec la conduite (14) de décharge du distributeur, pour commander la fin de l1i?1jection (SE). 7- Pompe à injection suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le second tiroir annulaire (67) est monté réglable axialement sur le distributeur (3) et coopère avec une gorge de décharge (14) disposée obliquement sur le distributeur. 8- Pompe à injection suivant ltune quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le distributeur (3) possède une gorge de décharge (14) disposée obliquement (14) et mobile axialement dans la perforation (2) du cylindre, et est relié avec un second dispositif (45) de réglage.