Brevet FR2587415A1 — publié le 19870320

La présente invention se rapporte à un dispositif de pompage de carburant liquide servant à alimenter un moteur à combustion interne en carburant, ce dispositif étant du type qui comprend un organe distributeur monté pour tourner dans un carter, un arbre d'entraînement servant à entrat- ner l'organe distributeur, l'arbre d'entraînement étant entra né pendant le fonctionnement par le moteur à alimen- ter, un plongeur monté dans un alésage radial formé dans l'organe distributeur, une contre-came située à l'extré- mité extérieure du plongeur, et un anneau à cames annulaire, monté dans le corps, l'anneau à cames présentant une pluralité de lobes de cames sur sa surface périphérique interne, ladite contre-came étant composée d'un galet qui coopère avec lesdits lobes de cames et d'un sabot qui définit une cavité cylindrique dans laquelle le galet est placé, des moyens de passage ménagés dans l'organe distri- buteur et dans le corps et par lesquels le carburant peut s'écouler d'une source de carburant à l'alésage et de l'alésage à une sortie, des moyens de butée coopérant entre eux prévus sur l'arbre d'entraînement et sur le sabot et qui servent à limiter le mouvement du plongeur vers l'ex- térieur, ledit organe distributeur étant réglable dans la direction axiale pour permettre de faire varier la position limite du plongeur, et des moyens servant à régler la posi- tion axiale de l'organe distributeur. On connait un dispositif du genre précité du fait du brevet britannique 2 037 365B. Dans le dispositif décrit dans ce mémoire, le galet et le sabot de la contre-came sont dispo- sés par rapport à l'organe distributeur de manière à se déplacer axialement avec celui-ci lorsque se produit le réglage de l'organe distributeur. L'effet pratique de cet agencement consiste en ce que la longueur axiale de l'anneau à cames doit être au moins égale à la somme de la longueur du galet et du déplacement axial admissible de l'organe distributeur. La longueur du galet doit être calculée en tanant compte de la contrainte admissible pour l'anneau à cames du fait des phénomènes périodiques auxquels il est soumis, compte tenu du fait qu'il existe un contact linéaire entre le galet et la surface de la came. La charge entre le galet et la surface cylindrique du patin est considérablement inférieure et elle n'est pas critique pour le calcul de la longueur du galet. Pour résister aux contraintes impliquées, l'anneau à cames est formé d'un acier allié coQteux. Un but de l'invention est de réduire la longueur axiale de l'anneau à cames et, de cette façon, la quantité de matière utilisée pour sa construction. Les contraintes imprimées à l'anneau à cames pendant le fonctionnement du dispositif, en particulier lorsqu'on exige un haut débit de refoulement de carburant, peuvent être réduites par un accroissement du nombre des plongeurs. Pour des raisons d'équilibre, on utilise au moins deux plongeurs mais les forces exercées sur l'anneau à cames peuvent être considérablement réduites si l'on utilise quatre ou plus de quatre plongeurs, ceci ayant pour effet de réduire la déformation de l'anneau à cames et, de cette façon, de permettre de réduire son épaisseur. Ceci permet de réaliser une nouvelle économie sur la quantité du coû- teux acier allié utilisé dans la fabrication de l'anneau à cames et réduit également l'inertie de cet anneau, ce - qui facilite son déplacement pour le calage. Toutefois, une difficulté se manifeste en pratique avec cet arrangement parce qu'un grand espace est laissé libre aux extrémités intérieures des alésages qui logent les plongeurs. Cet espace constitue un volume mort et peut affecter les carac- téristiques de fonctionnement du dispositif. Il est connu de prévoir des prolongements en forme de coin sur l'extré- mité intérieure des plongeurs, les prolongements se rappro- chant les uns des autres lorsque les plongeurs se déplacent vers l'intérieur, pour occuper l'espace précité, et ré- duire ainsi le volume mort à un minimum. Toutefois, les plongeurs doivent être correctement positionnés dans les alésages, sinon il peut y avoir contact physique entre les prolongements de deux ou de plus de deux plongeurs et ceci peut entra ner des dégâts. Diverses propositions ont été faites pour éviter ce contact mais aucune ne peut être considérée comme entièrement satisfaisante. Pour cette raison, un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif du type spécifié qui comprenne une pluralité de plongeurs et possède des moyens permettant de les blo- quer en rotation. Selon l'invention, un dispositif du type spécifié comprend des moyens additionnels qui bloquent ledit galet en dépla- cement axial par rapport à l'anneau à cames, ledit galet étant de longueur sensiblement égale à la longueur axiale de l'anneau à cames et ledit sabot étant bloqué en déplace- ment axial par rapport à l'organe distributeur, de sorte que, lorsqu'il se produit un déplacement axial de l'organe distributeur pour le réglage de la quantité de carburant débitée, il se produit un déplacement axial relatif entre le galet et le sabot. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif compor- te une pluralité de plongeurs et de contre-cames respectifs, les plongeurs étant montés dans des alésages radiaux res- pectifs formés dans l'organe distributeur et étant inter- connectés à leurs extrémités intérieures, les plongeurs portant à leurs extrémités intérieures des éléments en forme de coin qui, lorsque les plongeurs sont repoussés vers l'intérieur, se déplacent pour occuper l'espace défini aux extrémités intérieures des alésages, les plongeurs étant reliés à leur extrémité extérieure aux sabots corres- pondants des galets de cames par une liaison bloquée en rotation, lesdits sabots étant bloqués en déplacement angulaire autour de l'axe longitudinal des plongeurs de pompage, de sorte que lesdits plongeurs sont ainsi bloqués en déplacement angulaire dans leurs alésages. Un exemple de réalisation d'un dispositif de pompage de carburant selon l'invention sera à présent décrit en se référant aux dessins annexés, sur lesquels, la fig. 1 est une vue en élévation de c8té et en coupe du dispositif qui montre une partie du dispositif dans deux positions différentes; la fig. 2 est une vue en perspective d'une partie du dispo- sitif représenté sur la fig. 1; la fig. 3 est une vue en perspective d'une autre partie du dispositif représentée sur la fig. 1. Comme on peut le voir en se reportant au dessin, le dispo- sitif comprend un corps 10 en plusieurs parties, dans une partie duquel est monté un arbre d'entralnement 11 qui, en utilisation, est couplé à une partie rotative du moteur correspondant. L'arbre d'entralnement possède une partie *+ 25 d'extrémité intérieure 12 de diamètre agrandi qui est logée dans un espace 13 défini dans le corps et, dans une partie * &élargie de l'arbre d'entraînement, sont formés une plura- lité de cylindres 14 dans lesquels sont disposés respecti- vement des plongeurs de pompage 15 qui sont sollicités vers l'extérieur par leurs ressorts respectifs, de manière que des patins 16 prévus aux extrémités extérieures des plongeurs coopèrent avec une surface de came formée sur un anneau à cames 17 fixé à l'intérieur du corps. Les plon- geurs 15 constituent une pompe basse pression qui fournit le carburant à basse pression à une pompe d'injection haute pression logée à l'intérieur du dispositif. Dans un manchon 18 fixé dans une autre partie du corps, coulisse un organe distributeur cylindrique rotatif 19. L'organe distributeur est couplé à l'arbre d'entraînement 11 au moyen d'une goupille 20, de sorte que l'organe dis, tributeur tourne avec l'arbre d'entra nement en synchro- nisme avec le moteur alimenté. L'organe distributeur est sollicité vers la droite, vu sur le dessin, au moyen d'un ressort de compression hélicpidal 21 qui s'étend entre l'organe distributeur et l'arbre d'entrainement et il peut être mis en mouvement à l'encontre de l'action du ressort 21 par admission de carburant sous pression, provenant de la pompe basse pression, à une chambre 22 définie par le corps à l'extrémité éloignée de l'organe distributeur. La pression régnant dans la chambre est convenablement comman- dée électriquement en utilisant. une valve électromagnétique désignée dans son ensemble par 23, le passage du courant dans la bobine de cette valve électromagnétique étant com- mandé par un dispositif de commande électronique (non re- présenté) qui répond à différents paramètres de fonctionne- ment du moteur et à des paramètres de fonctionnement désirés. L'organe distributeur 19 comprend une partie élargie 24 logée dans la chambre 13 et, dans cette partie élargie de l'organe distributeur, sont définis une pluralité d'alésa- ges 25 orientés radialement, six alésages dans l'exemple considéré, qui sont raccordés entre eux à leurs extrémités intérieures et qui se raccordent à un passage axial 26 formé dans l'organe distributeur. Le passage 26 communique avec une pluralité de passages d'entrée radiaux 27, qui peuvent communiquer avec des orifices d'entrée 28 formés dans le manchon précité pendant la période de remplissage des alésages 25. Les orifices 28 communiquant avec la sor- tie de la pompe basse pression à travers une soupape à commande électromagnétique qui peut être fermée lorsqu'on désire interrompre l'alimentation du moteur correspondant en carburant. Le passage 26 communique également avec une rainure de re- foulement 30 formée dans la périphérie de l'organe distri- buteur et qui est agencée pour venir tout à tour, pendant la rotation de l'organe distributeur, face à une pluralité d'orifices de sortie 31 formés dans le manchon précité et qui s'étendent respectivement jusqu'à des sorties 32 pré- vues sur l'extérieur du carter. En utilisation, ces sorties sont connectées respectivement aux injecteurs du moteur alimenté. Ainsi qu'on l'a représenté, chaque sortie 32 comprend un clapet de refoulement à déchargement de cons- truction classique. de pompage Dans les alésages 25 sont logés des plongeurs respectifs 34 dont l'un est représenté en perspective sur la fig. 2. Les plongeurs ont une partie centrale cylindrique 35, un élément en forme de coin 36 à leur extrémité intérieure et un élément 37 en forme de languette à leur extrémité exté- rieure. Les surfaces planes des éléments en coin s'étendent dans des plans parallèles à l'axe de rotation de l'organe distributeur, de sorte que, lorsque les plongeurs sont re- poussés vers l'intérieur de la façon qui sera décrite, les éléments en coin 36 occupent l'espace défini aux extrémités intérieures des alésages, pour réduire le volume mort de carburant contenu dans l'organe distributeur. Les contre-cames, désignées dans leur ensemble par la réfé- rence 38, sont placées aux extrémités extérieures de leurs plongeurs respectifs et chaque contre-came 38 comprend un galet 39 et un sabot 40. Une vue en perspective du sabot est visible sur la fig. 3. Les contrecames sont logées dans des fentes radiales formées dans un prolongement de la partie élargie 12 de l'arbre d'entraînement, de sorte que le couple nécessaire pour entraPner les contre-cames est directement pris sur l'arbre d'entraînement. La surface interne du prolongement de la partie élargie de l'arbre dtentranement est évasée vers l'extérieur pour définir des surfaces de butée inclinées 41. Les surfaces 41 coopè- rent avec les surfaces de butée complémentaires 42 formées sur des prolongements latéraux 43 prévus eux-mêmes sur les côtés des sabots. En outre, chaque contre-came est munie d'une rainure circonférentielle 44 qui est occupée par la languette 37 du plongeur correspondant. La languette et la rainure 44 empêchent le plongeur 34 de se déplacer en mouvement angulaire, puisque le mouvement angulaire du sabot est bloqué par le fait que ce sabot est logé dans une rainure radiale. En outre, le sabot, dont la longueur axia- le est inférieure à la longueur axiale de son galet respec- tif, est bloqué en déplacement axial par rapport à l'organe distributeur. Les galets 39 ont une longueur axiale supé- rieure à celle des sabots 40 et les galets 39 sont bloqués en translation axiale dans un sens par une plaque de butée logée dans la chambre 13 et ils sont arrêtés dans le sens opposé par la partie élargie 12 de l'arbre d'entrai- nement. Les galets coopèrent avec la surface périphérique interne de l'anneau à cames 46, lequel est bloqué en déplacement axial à l'intérieur du corps. La position angulaire de l'anneau à cames peut être modifiée de la façon connue au moyen d'un piston 47 actionné par la pression de carbu- rant, l'application de la pression du carburant à ce piston pouvant être commandée par une autre valve électromagnétique. Sur la surface périphérique interne de l'anneau à cames, sont formés une pluralité de lobes de came positionnés de telle manière que, lorsque l'arbre d'entraînement tourne, un mouvement vers l'intérieur soit imprimé simultanément à tous les plongeurs et que le carburant soit expulsé des extrémités intérieures des alésages 25 et s'écoule vers la rainure de refoulement 30 et vers un orifice de sortie 31. Dans la suite de la rotation de l'organe distributeur, les lobes de cames permettent aux plongeurs de décrire un mouvement vers 1' extérieur, ce mouvement vers l ' extérieur étant commandé par le carburant qui arrive aux passages d'entrée 27 en passant par les orifices d'entrée 28. L'am- plitude du mouvement des plongeurs vers l'extérieur est limitée par l'arrivée en butée des surfaces de butée 41 et 42 et, de cette façon, en faisant varier la position axiale de l'organe distributeur, on peut faire varier la quantité de carburant débitée par le dispositif à chaque course d'injection. Si l'on utilise un grand nombre de plongeurs, le débit de refoulement du carburant peut être extrêmement élevé mais, étant donné qu'il y a un grand nombre de plongeurs, la contrainte exercée sur l'anneau à cames 46 et la déforma- tion de cet anneau sont réduites à un minimum et, de cette façon, l'épaisseur de l'anneau peut être réduite, compara- tivement au cas ou l'on n'utilise que deux plongeurs. La longueur axiale de l'anneau à cames et des galets sont choisies de façon que la contrainte dfe aux forces pério- diques subies par l'anneau à cames n'excède pas la valeur de sécurité. De cette façon, la longueur axiale de l'an- neau à cames est réduite comparativement, par exemple, à celle de l'anneau à cames représenté dans le mémoire de brevet britannique 2 037 365B. Dans la fabrication des plongeurs, il est avantageux de donner à la dimension radiale des coins et des languettes une valeur légèrement plus petite que celle de la partie cylindrique centrale , afin de permettre d'effectuer une rectification sans contre précise de la partie cylindrique. Revendications 1. Dispositif de pompage de carburant liquide pour l'ali- mentation en carburant d'un moteur à combustion interne, comprenant un organe distributeur (19) monté pour tourner dans un corps (10), un arbre d'entraînement (11) servant à entraXner l'organe distributeur, l'arbre d'entraînement étant entralné en utilisation par le moteur alimenté, un plongeur (34) monté dans un alésage radial (25) ménagé dans l'organe distributeur, une contre-came (38) placée à l'extrémité extérieure du plongeur, un anneau à cames annulaire (46) monté dans le corps, cet anneau à cames présentant sur sa surface périphérique-interne une plura- lité de lobes de came, ladite contre-came comprenant elle- même un galet (39) qui coopère avec lesdits lobes de la came et un sabot (40) qui définit un logement cylindrique dans lequel le galet est placé, des moyens de passage (28, 27, 26, 30, 31) ménagés dans l'organe distributeur (19) et dans le corps (10) et par lesquels le carburant peut parvenir à l'alésage (25) en provenance d'une source de carburant et s'écouler de cet alésage par une sortie (32), des moyens de butée (41, 42) coopérant entre eux, qui sont prévus sur l'arbre d'entraînement (11) et sur le sabot (40) pour limiter le déplacement du plongeur vers l'extérieur, ledit organe distributeur (19) étant réglable en position axiale pour permettre de modifier la position limite du plongeur et des moyens servant à commander la position axiale de l'organe distributeur, caractérisé par le fait qu'il comporte d'autres moyens (45) servant à bloquer ledit galet (39) en translation axiale par rapport à l'anneau à cames (46), ledit galet étant d'une longueur sensiblement égale à la longueur axiale de l'anneau à cames et ledit sabot (40) étant bloqué en translation axiale par rapport à l'organe distributeur (19), de sorte, que lorsqu'il se produit un déplacement axial de l'organe distributeur, pour régler la quantité de carburant débi- tée, il se produit un mouvement axial relatif entre le galet (39) et le sabot (4o). 2. Dispositif de pompage selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que lesdits autres moyens comprennent une paire de surfaces disposées respectivement aux extré- mités opposées du galet (39), une plaque de butée (45) montée à l'intérieur du corps et définissant l'une de ces surfaces, et une partie élargie (12) de l'arbre d'entrat- nement et qui définit l'autre desdites surfaces. 3. Dispositif de pompage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les surfaces opposées du plongeur (34) et du sabot (40) définissent une liaison à languette et rainure (37, 44), la languette (37) et la rainure (44) s'étendant dans un plan ciroonférentiel au- tour de l'axe de rotation de l'organe distributeur (19), de manière à s'opposer à tout déplacement axial relatif entre le sabot (40) et l'organe distributeur (19). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une pluralité de plongeurs (34) et de contre-cames (38) correspondantes, les plongeurs étant montés dans des alésages radiaux (25) qui leur correspon- dent respectivement, qui sont formés dans l'organe dis- tributeur et qui communiquent entre eux à leur extrémité intérieure, les plongeurs présentant à leur extrémité intérieure des éléments (36) en forme de coin qui, lorsque les plongeurs sont repoussés vers l'intérieur, viennent occuper l'espace défini a extrémité intérieure des alésa- ges, les plongeurs étant reliés à leur extrémité exté- rieure aux sabots (40) de leurs contre-cames respectives par une liaison bloquée en rotation, lesdits sabots (40) étant bloqués en déplacement angulaire autour de l'axe ll longitudinal des plongeurs de pompage (34), de sorte que ces plongeurs sont ainsi bloqués en déplacement angulaire à l'intérieur de leurs alésages. 5. Dispositif de pompage selon la revendication 4, carac- térisé par le fait que ledit arbre d'entraînement (11) comprend une partie élargie (12) qui entoure la partie de l'organe distributeur (19) dans laquelle les plongeurs (34) sont montés, ladite partie élargie de l'arbre d'en- tra nement définissant des rainures qui logent lesdites contre-cames, les parois desdites rainures ayant pour effet de s'opposer au déplacement angulaire des sabots (40) autour des axes des plongeurs et s'opposant ainsi au mou- vement angulaire des plongeurs.