Brevet FR2604486A1 — publié le 19880401

- i _ L'invention concerne un dispositif d'injec- tion composé d'une pompe et d'un injecteur, à commande par électrovalve, pour moteurs à combustion interne opérant avec compression de l'air, comprenant d'une part, un perçage de réception pour la pompe dont le piston de pompe, guidé mobile en translation longitudi- nale dans le corps de pompe, est entraîné par un arbre à cames montés dans la culasse du moteur, par l'intermédiaire d'un élément d'entraînement, et agit lui-même sur un per- gage de commande débouchant dans la chambre de travail de la pompe, et d'autre part, un perçage de réception prévu dans la culasse pour l'injecteur et finalement, des con- duites de pression qui, en partant. de la chambre de tra- vail de la pompe, mènent à l'injecteur, et à l'électro- valve qui commande le début et la fin du refoulement en fonction des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne. On connaît déjà, du fait du brevet britan- nique n0 21 31 873, un dispositif d'injection à commande par électrovalve de ce genre. La pompe et l'injecteur d'une part, qui sont ici rassemblés en une unité et dont l'ensemble est habituellement appelé pompe-injecteur, et l'électrovalve d'autre part sont d'un entretien difficile, parce que, lors d'un changement d'injecteur ou d'un chan- gement de pompe, il est nécessaire de démonter l'ensemble de l'unité. En outre, le démontage est encore rendu plus difficile dans le cas o la came est en action. La pompe est enfin fixée par l'intermédiaire de l'injecteur: il en résulte des contraintes mécaniques et des charges hydrauliques élevées. L'invention a pour but d'éliminer les incon- vénients existant dans un tel dispositif d'injection à commande par électrovalve composé d'une pompe et d'un -2- injecteur et, en outre, de permettre d'obtenir, par une disposition particulière de la pompe, de l'injecteur et de l'électrovalve, un mode de construction compact, sim- ple et avantageux pour l'entretien, et qui garantisse un fonctionnement durable et peu sujet aux pannes. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que l'électrovalve forme une unité avec la pompe ou avec l'injecteur, que le perçage de réception de la pompe est ménagé dans la culasse, la pompe étant montée séparée de l'injecteur et reliée à l'injecteur par une conduite de pression libre relativement courte, que, en outre, la pompe et l'injecteur sont fixés de façon à pouvoir être démontés individuellement par l'extérieur, sans être pour la pompe gêné par l'arbre à cames, et qu'une partie du corps de la pompe, qui est éloignée de l'élément d'entraînement, et l'électrovalve se trouvent endehors de l'espace délimité par la culasse et par le couvercle de culasse. Grâce aux caractéristiques conformes à l'in- vention, on obtient une bonne accessibilité du dispositif d'injection. La séparation de la pompe et de l'injecteur permet un mode de construction de faible hauteur, et per- met de monter et de démonter individuellement, et d'une façon simple et rapide, l'unité comprenant l'injecteur et l'électrovalve ou la pompe et l'électrovalve, et elle permet également de monter et de démonter l'électrovalve séparément de l'injecteur ou de la pompe. En outre, grâce à l'emplacement particulier de l'électrovalve, à savoir en-dehors de l'espace contenant l'huile moteur, cette électrovalve est soumise à des contraintes thermiques très faibles. On peut en outre se dispenser des joints coûteux habituellement utilisés pour les raccordements électriques. -3- Par ailleurs, on connaît également un dis- positif d'injection constitué d'une pompe et d'un injec- teur et possédant un réglage mécanique (G nter Elsbett, "Das integrierte Kraftstoffeinspritzsystem fur Direkteinsprits-Dieselmotoren", XIXè Congrès Inter- national Fisita, 8 au 12 novembre 1982, article 82 029), dans lequel la pompe occupe certes une disposition sépa- rée de l'injecteur, mais dans lequel il existe cependant un réglage mécanique compliqué du début du refoulement et de la quantité concernée, à cause duquel les tiges de réglage doivent couvrir toute la longueur de la culasse. La transmission du mouvement alternatif de la pompe s'effectue alors par un élément intermédiaire qui est monté rotatif dans une pièce filetée rapportée, pour permettre de régler la longueur du poussoir de la pompe pour le réglage du début du refoulement. Le principe de réglage est compliqué, et les organes d'entraînement de la pompe ne peuvent être démontés qu'après la dépose de l'arbre à cames. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, la pompe est disposée latéralement par rapport à l'injecteur, et dans les limites de la hauteur détermi- née par la longueur de l'injecteur. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, l'élément d'entraînement de la pompe, entraîné directement par l'arbre à cames, est constitué par un poussoir à galet mobile en translation longitudinale. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, l'élément d'entraînement de la pompe est composé d'un levier oscillant à galet, et d'un poussoir mobile en translation longitudinale, qui agit sur le piston de la pompe. -4- Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité formée par la pompe e t l'électrovalve constitue une unité emmamchable, qui est encastrée rigidement dans un perçage de réception ménagé dans la culasse. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie du corps de la pompe qui est à l'opposé de l'é- lément d'entraînement, est fermée par un couvercle qui sert de paroi de délimitation pour une chambre de pression sur le côté basse pression. Selon une autre caractéristique de l'invention, les conduites de pression qui mènent à l'injecteur et à l'électrovalve, ainsi que le perçage de commande, font partie d'un réseau de conduites de pression en communi- cation, d'une part, avec l'arrivée de carburant et, d'au- tre part, avec le retour de carburant, avec interposition de la chambre de pression. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu une chambre de basse pression raccordée à la conduite de pression menant à l'électrovalve, et la liai- son entre la chambre de basse pression et la conduite de pression peut être interrompue par l'électrovalve. Du fait que le réseau de conduites de carbu- rant du côté haute pression se trouve à l'extérieur de la culasse, il ne peut plus se produire de dilution de l'huile moteur par le carburant qui déborde. La chambre de pres- sion côté basse pression, qui a pour fonction d'amortir les ondes de pression, se trouve, non pas dans la culasse, mais dans le corps de la pompe qui se trouve à l'extérieur de la culasse, de sorte qu'on obtient des températures plus basses du carburant. Grace à la disposition de la chambre de basse pression directement juxtaposée à l'électrovalve, on évite les fluctuations de pression qui se produiraient à l'ouverture de l'électrovalve. -5- L'invention est décrite de façon plus détail- lée à propos d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins. Sur ces dessins: La Figure 1 représente en partie en coupe un dispositif d'injection composé d'une pompe et d'un injec- teur, qui comporte un poussoir à galet comme élément d'entraînement pour le piston de la pompe; La Figure 2 représente le dispositif d'in- jection par une vue de côté; 10. La Figure 3 représente une variante dans laquelle le dispositif d'injection comporte un levier oscillant à galet comme élément d'entraînement; et La Figure 4 représente le dispositif d'injection équipé d'un autre agencement des conduites côté basse pression. Un dispositif d'injection 1 pour un moteur à combustion interne comportant une injection dans la pré-chambre, est essentiellement composé d'une pompe 2 munie d'un piston de pompe 3 sans réglage par rampe de commande, un injecteur 4 monté latéralement séparément de cette pompe, et une électrovalve 5-qui travaille en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne. La disposition de la pompe 2 par rapport à l'injecteur 4 (Figure 1) est choisie de telle manière que l'axe "a" de la pompe s'étende à peu près perpen- diculairement à l'axe "b" de l'injecteur, tandis que l'axe "c" de l'électrovalve 5 s'étend à peu près per- pendiculairement à l'axe "a" de la pompe (Figure 2). La pompe 2 est réunie à l'électrovalve 5 située au-dessus pour former une unité qui constitue une unité embottable. Toutefois, l'électrovalve 5 pour- rait aussi former une unité avec l'injecteur 4, pour des -6- raisons particulières de technique de construction. On utilise, comme entraînement pour la pompe 2, un arbre à cames 7, qui tourillonne dans la culasse 6 du moteur à combustion interne et qui commande les soupapes de dis- tribution (non représentées), cet arbre à cames entrai- nant directement le piston 3 de la pompe par l'intermé- diaire d'un poussoir à galet 8, et à l'encontre de l'action d'un ressort de poussoir 9. La pompe 2 est formée, dans sa partie de corps avant dirigée vers l'arbre à cames 7, par un man- chon d'emboîtement 10 qui est ajusté à joint étanche dans un perçage de réception 11 ménagé dans la culasse 6. La fixation et le blocage proprement dits sont assu- rés par le montage de l'unité par bride, latéralement, contre la culasse 6 (plan de fixation d). De cette façon, la partie 12 du corps qui se. trDupe à droite du manchon d'emboîtement 10 est, selon la Figure 1, à c5té de l'es- pace délimité par la culasse 6 et le couvercle de culas- se 13. Le poussoir à galet 8 est guidé, mobile en translation longitudinale, dans le manchon d'emboîtement , et il est relié directement à l'extrémité côté res- sort du piston de pompe 3 qui se trouve ici dans la position de point mort haut. L'extrémité opposée du piston de la pompe délimite une chambre de travail de la pompe 14, dans laquelle débouche un perçage de com- mande 16 relié à une chambre de pression, côté arrivée du carburant. La chambre de pression 15 sert d'amortis- seur d'ondes de pression. De la chambre de travail 14 de la pompe, part une conduite de pression 17, menant à l'électro- - valve 5 qui commande la communication avec une chambre de basse pression 18, laquelle est reliée à un réser- voir de carburant (non représenté) par -l'intermédiaire -7- d'un canal de retour 19. Par ailleurs, une conduite de pression 20 va de la chambre de travail 14 de la pompe à l'injecteur 4. La conduite de pression 20 est divisée en segments de conduite 20a, 20b dont le segment 20a est un canal s'étendant en position centrale dans la partie arrière 21 du corps de la pompe, tandis que le segment 20b de la conduite est un canal formé dans le couvercle 22 et présentant une forme coudée, ce dernier segment se raccordant au premier segment 20a. Au seg- ment 20b de la conduite, se raccorde une conduite d'in- jection libre 20c (Figure 2), de longueur relativement courte, qui relie la pompe 2 à l'injecteur 4. L'injec- teur 4 est vissé dans la culasse 6, et est engagé dans une préchambre désignée par la référence 24. La chambre à basse pression 15, formant une chambre annulaire, est disposée concentriquement au seg- ment de conduite 20a, et est en communication avec l'alimentation à basse pression 25 (cSté arrivée) par l'intermédiaire d'un canal d'alimentation 26, d'o part le perçage de commande 16. Pour bloquer le poussoir à galet 8 contre une rotation de celui-ci, il est prévu dans le corps de la pompe un moyen de blocage en rotation, composé d'une goupille 27 et d'une fente 28 du poussoir. L'électrovalve 5, qui est montée librement en-dehors de la culasse 6, ainsi que certaines parties de l'injecteur 8 et de la pompe 2, sont protégées par un capot 32 facile à enlever, destiné à atténuer le bruit (représenté uniquement sur la Figure 1). Sur la Figure 3, l'alimentation en carburant s'effectue dans le sens d'écoulement inverse lorsque, pour des raisons particulières, il est nécessaire de modifier la disposition de la pompe de refoulement (non - 8 - représentée). De cette façon, le canal de retour 19 constitue maintenant l'arrivée, et l'alimentation en basse pression 25 (cSté arrivée) est utilisée comme retour. La chambre de pression côté couvercle 15 n'est en communication qu'avec la chambre à basse pression 18 par l'intermédiaire d'une conduite de liaison 29. Pour le reste, la disposition des conduites reste inchangée. Sur la Figure 4, on utilise comme élément d'entraînement, non pas un poussoir à galet 8 mais, au contraire, un levier oscillant à galet 30 qui coopère directement avec l'arbre à cames 7, et un poussoir 31 qui est rigidement solidaire du levier oscillant à galet dans sa direction active. Dans ce mode de réalisation, le moyen de blocage en rotation 27, 28 est supprimé. Le mode Ue fonctionnement du dispositif d'injection est comme décrit ci-après. Le carburant est continuellement refoulé par une pompe de refoulement, et, lorsque le perçage de commande 16 est ouvert, il parvient dans la chambre de travail de la pompe par la conduite de pression 20, et il arrive par la conduite d'injection 20c à l'injecteur 4, et ensuite, par la conduite de pression 17 et l'élec- trovalve 5 ouverte, dans la chambre de basse pression 18, et, finalement, dans le canal de retour 19. Dès que le piston 3 de la pompe ferme le perçage de commande 16 et, ensuite, dès que l'électrovalve 5 commandée électroni- quement, bloque le passage du carburant, le début du refoulement se produit. Le carburant est alors injecté dans la pré-chambre 24. La fin du refoulement est natu- rellement déterminée par l'ouverture de l'électrovalve 5. - 9 - REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'injection composé d'une pompe et d'un injecteur, à commande par électrovalve, pour moteurs à combustion interne opérant avec compres- sion de l'air, comprenant, d'une part un perçage de réception pour la pompe dont le piston de pompe, guidé mobile en translation longitudinale dans le corps de pompe, est entraîné par un arbre à cames monté dans la culasse du moteur, par l'intermédiaire d'un élément d'entraînement, et agit lui-même sur un perçage de com- mande débouchant dans la chambrede travail de la pompe,etd'au- - trepart,un perçage de réception prévu dans la culasse pour l'injecteur, et, finalement, des conduites de pression qui, en partant de la chambre de travail de la pompe, mènent à l'injecteur, et à l'électrovalve qui commande le début et la fin du refoulement en fonction des para- mètres de fonctionnement du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que l'électrovalve (5) forme une unité avec la pompe (2) ou avec l'injecteur (4), en ce que le perçage de réception (11) de la pompe est ménagé dans la culasse (6), la pompe (2) étant montée séparée de l'in- jecteur (4) et reliée à l'injecteur (4) par une conduite de pression libre relativement courte (20c), en ce que, en outre, la pompe (2) et l'injecteur (4) sont fixés de façon à pouvoir être démontés individuellement par l'extérieur, sans être pour la pompe gêné par l'arbre à cames, et qu'une partie du corps de la pompe (2),qui est éloignée de l'élément d'entraînement, et l'électro- valve (5) se trouvent en-dehors de l'espace délimité par la culasse (6) et par le couvercle de culasse (13). 2.- Dispositif d'injection selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la pompe (2) est dis- - 10 - posée latéralement par rapport à l'injecteur, et dans les limites de la hauteur déterminée par la longueur de l'in- jecteur (4). 3.- Dispositif d'injection selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément d'entraînement (8) de la pompe (2), entraîné directement par l'arbre à cames (7), est constitué par un poussoir à galet mobile en translation longitudinale. 4.- Dispositif d'injection selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément d'entraînement (8) de la pompe (2) est composé d'un le- vier oscillant à galet (30), et d'un poussoir (31) mobile en translation longitudinale, qui agit sur le piston (3) de la pompe. 5.- Dispositif d'injection selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'unité for- mée par la pompe (2) et l'électrovalve (5) constitue une unité emmanchable, qui est encastrée rigidement dans un perçage de réception (11) ménagé dans la culasse (6). 6.- Dispositif d'injection selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie du corps de la pompe (2) qui est à l'opposé de l'élément d'entraînement (8), est fermée par un couvercle (22) qui sert de paroi de délimitation pour une chambre de pres- sion (15) sur le côté basse pression. 7.- Dispositif d'injection selon l'une des revendications I à 6, caractérisé en ce que les conduites de pression (17, 20) qui mènent à l'injecteur (4) et à l'électrovalve (5), ainsi que le perçage de commande (16) font partie d'un réseau de conduites de pression en com- munication, d'une part, avec l'arrivée de carburant et, d'autre part, avec le retour de carburant, avec inter- position de la chambre de pression (15). - il - 8.- Dispositif d'injection selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu une chambre de basse pression (18) raccordée à la con- duite de pression (17) menant à l'électrovalve (5), et en ce que la liaison entre la chambre de basse pression (18) et la conduite de pression (17) peut être interrom- pue par l'électrovalve (5).