Brevet FR2593240A1 — publié le 19870724

1.- Pompe d'injection de carburant à répartition pour moteurs à combustion interne." ________________ L'invention part d'une pompe d'injection de carburant à répartition pour moteurs à combustion interne, pompe comportant un bottier de pompe, une douille cylin- drique disposée dans ce bottier, un piston de pompe se déplaçant d'un mouvement d'aller et retour dans cette douille cylindrique et, simultanément, d'un mouvement de rotation, ce piston délimitant, côté frontal,'en corréla- tion avec la douille cylindrique, une chambre de travail de la pompe, et comportant, sur sa périphérie, une gorge annulaire et une gorge axiale de répartition débouchant dans cette gorge annulaire, et qui coopère successivement avec des perçages radiaux de répartition répartis dans la douille cylindrique le long de la périphérie du piston de pompe, la pompe comportant une chambre de refoulement reliée à la gorge annulaire par l'intermédiaire d'un ca- nal de refoulement dans la douille cylindrique, et com- portant une soupape de pression disposée entre la chambre de travail de la pompe et la chambre de refoulement, cette soupape comportant un organe de soupape qui est in- séré entre un siège de soupape entourant un orifice de soupape vers la chambre de travail de la poppe et un ressort de fermeture de soupape prenant appui dans la 2. - chambre de refoulement, un étranglement d'écoulement en retour étant prévu, qui agit seulement en l'absence de pression dans le canal de refoulement. Dans le cas de telles pompes d'injection à répartition, il est nécessaire, pour éviter ce que l'on appelle des injections secondaires, de supprimer, lors de la fermeture de la buse d'injection, la pression dans la canalisation de refoulement aboutissant à la buse d'injection. A cet effet, dans une pompe d'injection par répartition connue (DE-OS 29 36 205), l'organe de soupape de la soupape de pression comporte un épaulement de décompression, ou épaulement d'aspiration en retour, par l'intermédiaire duquel la soupape de pression est ouverte par les ondes de pression se produisant lors de la fermeture de la buse d'injection, tandis qu'une par- tie de carburant se trouvant dans la canalisation de refoulement, est "réaspirée". Afin d'empocher, pour des vitesses de rotation déterminées, des quantités d'injec- tion déterminées, la pression de ce que l'on appelle une "décompression excessive" du fait du volume constant d'aspiration en retour, décompression excessive qui pro- voque, à son tour, de la cavitation et de l'érosion sur les parties constitutives de la pompe, il est prévu une soupape d'étranglement de l'écoulement en retour qui est disposée dans le canal de refoulement entre la chambre de refoulement et la gorge annulaire. Cette sou- pape d'étranglement de l'écoulement en retour s'ouvre, dans le sens du refoulement, et étrangle, dans le sens opposé, lorsqu'elle est fermée, l'écoulement en retour du carburant se produisant dans le canal de refoulement lors de la décompression. La soupape d'étranglement de l'écoulement en retour est alors mise en place dans le bottier de la pompe, et recouverte par le corps de sou- pape de la soupape de pression. 3.- La présente invention est caractérisée en ce que l'étranglement d'écoulement en retour est intégré dans l'organe de soupape de la soupape de pression, en ce que l'organe de soupape comporte un canal longitudinal qui débouche sur la face frontale de l'organe de soupape tour- née vers la chambre de travail de la pompe, et qu'à ce débouche,ce canal est fermé par un organe de fermeture d'une soupape de retenue pressé par un ressort de pression sur un siège de soupape entourant le débouché, tandis que ce canal est en communication avec la chambre de refoule- ment par l'intermédiaire d'un perage d'étranglement. La pompe d'injection de carburant à répar- tition conforme à l'invention, avec les caractéristiques énoncées cidessus, présente l'avantage qu'en maintenant les fonctions précéde=ment décrites pour la décompression, en évitant la cavitation et l'érosion, on obtient une combinaison centrale de la soupape de pression, de la soupape de retenue et de l'étranglement de l'écoulement en retour, qui peut être réalisée de façon économique et être montée facilement. L'organe de soupape de la soupape de pression peut être réalisé sans épaulement de décompres- sion ou d'aspiration en retour, sous une forme simple et économique. La pression stationnaire de la soupape de retenue, appelée également soupape d'équilibrage de pression, peut être réglée facilement par la précontrain- te du ressort de pression et, de façon indépendante, de la pression d'ouverture de la soupape de pression. Pour toutes les canalisations de refoulement raccordées par l'intermédiaire des perçages de refoulement et allant aux buses d'injection, seule une unique combinaison de soupape est nécessaire. D'autres caractéristiques de l'invention permettent d'envisager des compléments avantageux et des améliorations de la pompe d'injection de carburant à répar- tition définie ci-dessus. 4.- Selon une caractéristique de l'invention, l'organe de soupape est guidé axialement dans un perçage central d'un corps de soupape fixé au bottier de la pom- pe et pénètre, par un corps de fermeture conique, dans la chambre de refoulement et repose par une surface coni- que sur un siège de soupape entourant le perçage central, la chambre de refoulement étant constituée par un évide- ment borgne d'un capot de bottier recouvrant, à la façon d'un chapeau, le corps de soupape, tandis que le ressort de fermeture de la soupape, rev8tant la forme d'un res- sort de pression, prend appui sur le corps de fermeture et sur le fond de la chambre de refoulement. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, un épaulement d'appui, faisant saillie radialement à partir de la paroi du perçage central, est prévu dans ce perçage au voisinage du débouché de ce perçage, côté chambre de travail de la pompe, épaulement sur lequel prend appui le ressort de pression venant en prise au moins indirectement, sur l'organe de fermeture de la sou- pape de retenue. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'épaulement d'appui est obtenu en réduisant le perçage central sous la forme d'un perçage épaulé. Enfin, selon une autre caractéristique de l'invention, le corps de soupape est réalisé en deux parties et est constitué d'une partie de forme cylindri- que et d'une partie en forme de disque, et qu'entre ces deux parties du corps de soupape, est maintenu un dis- que annulaire faislant saillie à l'intérieur du perçage central et qui constitue l'épaulement d'appui. L'invention va être exposée plus en détail dans la description ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur le dessin ci-joint. Ce des- sin montre une coupe longitudinale partielle d'une pompe d'injection de carburant à répartition. 5.- Dans un bo tier de pompe 10, de la pompe d'injection à répartition, est maintenue une douille cy- lindrique 11 dans laquelle est guidé un piston de pompe 12 susceptible de se déplacer axialement et en rotation et qui, d'une façon connue, est animé d'un mouvement de rotation et d'un mouvement d'aller et retour par une com- mande à came couplée à un arbre d'entrainement. Le piston de pompe 12 délimite en conjonction avec la douille cylin- drique 11, une chambre de travail 13 de la pompe qui est reliée, par l'intermédiaire d'un canal d'alimentation 14, avec une chambre d'aspiration remplie de carburant et non représentée, de la pompe d'injection à répartition. Dans la partie terminale de piston de pompe 12, il est prévu des gorges longitudinales 15 débouchant sur le côté frontal de ce piston de pompe 12, et par l'intermé- diaire desquelles une communication est établie pendant la course d'aspiration du piston de pompe 12 entre le canal d'alimentation 14 et la chambre de travail 13 de la pompe. Le piston de pompe 12 comporte sur sa périphérie, à une certaine distance de son côté frontal délimitant la chambre de travail 13 de la pompe, une gorge annulaire 16 et une gorge axiale de répartition 17 débouchant dans cette gorge annulaire 16. Dans la douille cylindrique 11, sont disposés, répartis uniformément sur la périphérie du piston de pompe 12, des perçages de répartition 18 qui sont chacun en communication par l'intermédiaire d'un ca- nal de répartition 19, avec un raccord, non représenté, permettant le raccordement d'une canalisation de refou- lement aboutissant à une buse d'injection. La gorge de répartition 17 coopère avec ces perçages de répartition 18, de façon que pendant la rotation du piston de pompe 12, cette gorge de répartition 17, relie successivement la gorge annulaire 16 avec l'un des perçages de réparti- tion 18. Sur la face frontale de la douille cylin- 6.- drique 11, est placé un corps de soupape 20 comportant un perçage central 21, la chambre de travail 13 de la pompe, étant en communication avec ce perçage central 21. Le corps de soupape 20, est fixé sur la face frontale de la douille cylindrique 11, au moyen d'un capot de bottier 22 qui recouvre, à la façon d'un chapeau de corps de soupape 20, et qui est vissé dans un filetage interne 23 du boltier 10 de la pompe. Ce capot de bottier 22 com- porte une chambre de refoulement 24 en cul de sac dont l'axe longitudinal est aligné avec les axes de perçage central 21 et de la chambre de travail 13 de la pompe. Cette chambre de refoulement 24 est reliée par l'intermé- diaire d'un canal de refoulement 25, à la gorge annulaire 16 du piston 12 de la pompe, ce canal de refoulement s'étendant pour une partie dans le corps de soupape 20 et pour une autre partie, dans la douille cylindrique 11. Dans le perçage central 21 du corps de soupape 20 qui sépare la chambre de travail 13 de la pom- pe dans la douille cylindrique 11 de la chambre de refou- lement 24 dans le capot de boltier 22, est disposé un or- gane de soupape 26, déplaçable axialement, d'une soupape de pression> cet organe pénétrant par un corps de fer- meture conique 27, dans la chambre de refoulement 24 et s'appliquant par sa surface conique, sur un siège de sou- pape 28 entourant le débouché côté chambre de refoule- ment, du perçage central 21. Le corps de fermeture 27, est pressé sur le siège de soupape 28 par un ressort de fermeture de soupape 29 qui prend appui, par l'intermé- diaire d'une coupelle de ressort en forme de chapeau 30, sur le fond de la chambre de refoulement 24. Le siège de soupape 28, le corps de fermeture 27, et le ressort de fermeture de soupape 29, constituent la soupape de pres- sion qui, pour une pression de refoulement réglable au moyen du ressort de fermeture de soupape 29, s'ouvre 7.- dans la chambre de travail 13 de la pompe et laisse du carburant s'écouler, à partir de cette chambre de travail 13 de la pompe, dans la gorge annulaire 16 du piston de pompe 12 par l'intermédiaire de la chambre de refoulement 24 et du canal de refoulement 25, ce carburant étant amené à partir de la gorge annulaire 16 à l'un des perça- ges de répartition 18 par l'intermédiaire de la gorge de répartition 17. L'organe de soupape 26 comporte un canal longitudinal central 31 qui débouche sur le c8té frontal, tourné vers la chambre de travail 13 de la pompe, de l'or- gane de soupape 26. Ce débouché est entouré d'un siège de soupape 32 sur lequel un organe de fermeture en forme de bille 33 d'une soupape de retenue 34, est pressé par un ressort de pression 35, qui, de son côté, vient en prise par l'intermédiaire d'un corps de pression 36 sur l'organe de fermeture 33, et prend appui contre un épaulement d'ap- pui 37 faisant saillie radialement dans le perçage cen- tral 21. Le canal longitudinal 31, revêtant la forme d'un perçage borgne, dans l'organe de soupape 26, est en com- munication par l'intermédiaire d'un perçage deétrangle ment 38, avec la chambre de refoulement 24' Dans un premier exemple de réalisation (moitié droite du corps de soupape 20), l'épaulement drap- pui 37 est obtenu en réalisant le perçage central 31 sous la forme d'un perçage épaulSé, le corps de soupape 20, sur son c6té frontal fermant la chambre de travail 13 de la pompe, faisant alors saillie par une collerette annu- laire 39 venue d'une seule pièce avec lui, dans l'alésage central 21 f Dans un second exemple de réalisation (moi- ié gauche du corps de soupape 20) le corps de soupape est réalisé en deux parties et comporte sur son côté frontal tourné vers la chambre de travail de la pompe, pie partie en f'ormLe de disque 2010 Entre cette partie en ú.- forme de disque 201 et la partie cylindrique restante 202, est maintenu un disque annulaire qui pénètre dans le per- çage central 21 et qui joue le r1le d'épaulement d'appui 37 pour le ressort de pression 35. Le mode de fonctioremrent de la pompe d'in- jection à répartition qui vient d'être décrite, est le suivant: La quantité de carburant à injecter refoulée par le piston de pompe 12, arrive, après que l'organe de soupape 26 soit soulevé du siège de soupape 28, dans la gorge annulaire 16 par l'intermédiaire de la chambre de refoulement 24 et du canal de refoulement 25, et à partir de là, par l'intermédiaire de la gorge de répartition 17, successivement dans les différents perçages de réparti- tion 18, à partir desquels, il arrive, par l'intermédiaire des canalisations de refoulement, aux buses d'injection correspondantes. La soupape de retenue 34, appelée égale- ment soupape d'équilibrage de la pression, est alors fermée. Après la fin du refoulement, la décomprres- sion de la canalisation de refoulement s'effectue dans le sens opposé. L'organe de soupape 26 étrant appliqué suar le siège de soupape 28, la q-uantité de carburant corres- pondant à la décompression et s'écoulant en retour, tra- verse le perçage d'étranglement 58 et arrive dans le ca- nal longitudinal 31. La soupape de retenue 34, qui est réglée à une pression d'ouverture d'environ 50 à 60 bars, est ouverte et la quantité de carburant correspondant à la décompression s'écoule dans la chanbre de travail 13 de la pompe. Ainsi, la pression est réduite dans la canalisation aboutissant à la buse d'iniection et une in- jection secondaire est évitée. RE VE N D I C A T IONS 1.- Pompe d'injection de carburant à répar- tition pour moteurs à combustion interne, pompe compor- tant un bottier de pompe, une douille cylindrique dispo- sée dans ce bottier, un piston de pompe se déplaçant d'un mouvement d'aller et retour dans cette douille cy- lindrique et simultanément d'un mouvement de rotation, ce piston délimitant, c8té frontal, en corrélation avec la douille cylindrique, une chambre de travail de la pom- pe, et comportant sur sa périphérie une gorge annulaire et une gorge axiale de répartition débouchant dans cette gorge annulaire, et qui coopère successivement avec des perçages radiaux de répartition répartis dans la douille cylindrique le long de la périphérie du piston de pompe, la pompe comportant une chambre de refoulement reliée à la gorge annulaire par l'intermédiaire d'un canal de refoulement dans la douille cylindrique, et comportant une soupape de pression disposée entre la chambre de travail de la pompe et la chambre de refoulement, cette soupape comportant un organe de soupape qui est inséré entre un siège de soupape entourant un orifice de soupape vers la chambre de travail de la pompe et un ressort de fermeture de soupape prenant appui dans la chambre de refoulement, un étranglement d'écoulement en retour étant prévu qui agit seulement en l'absence de pression dans le canal de refoulement, pompe caractérisée en ce que l'étranglement d'écoulement en retour est intégré dans l'organe de soupape (26) de la soupape de pression, en ce que l'organe de soupape (26) comporte un ca- nal longitudinal (31) qui débouche sur la face frontale de l'organe de soupape (26) tournée vers la chambre de travail (13) de la pompe, et qu'à ce débouché ce canal est fermé par un organe de fermeture (33) d'une soupape de retenue (34) pressé par un ressort de pression (35) sur un siège de soupape (32) entourant le débouché, 10._ tandis que ce canal est en communication avec la chambre de refoulement (24) par l'intermédiaire d'un perçage d'étranglement (38). 2.- Pompe d'injection de carburant à répar- titimn selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de soupape (26) est guidé axialement dans un per- çage central (21) d'un corps de soupape (20) fixé au bottier (10) de la pompe, et pénètre par un corps de ferme- ture conique (27) dans la chambre de refoulement (24) et repose par une surface conique sur un siège de soupape (28) entourant le perçage central (21), la chambre de refoulement (24) étant constituée par un évidement borgne d'un capot de boltier (22) recouvrant à la façon d'un cha- peau le corps de soupape (20), tandis que le ressort (29) de fermeture de la soupape, revêtant la forme d'un res- sort de pression, prend appui sur le corps de fermeture (27) et sur le fond de la chambre de refoulement (24). 3.- Pompe d'injection à répartition selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un épaulement d'appui (37), faisant saillie radialement à partir de la paroi du perçage central (21), est prévu dans ce perçage au voisinage du débouché de ce perçage côté chambre de travail de la pompe, épaulement sur lequel prend appui le ressort de pression (35) venant en prise au moins in- directement sur l'organe de fermeture (33) de la soupape de retenue (34). 4.- Pompe d'injection à répartition selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'épaulement d'appui (37) est obtenu en réduisant le perçage central (31) sous la forme d'un perçage épaulé. 5.- Pompe d'injection à répartition selon la revendication 3, caractérisée en ce que le corps de soupape (20) est réalisé en deux parties, et est consti- tué d'une partie de forme cylindrique (202) et d'une par- tie en forme de disque (201), et qu'entre ces deux 1t- parties (201, 202) du corps de soupape, est maintenu un disque annulaire (40) faisant saillie à l'intérieur du perçage central (21) et qui constitue l'épaulement d'appui (37).