Brevet FR2607554A1 — publié le 19880603

POMPE D'INJECTION DE CARBURANT A COMMANDE PAR RAMPE OBLIQUE POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE, NOTAMMENT POUR MOTEUR A INJECTION DIRECTE POUR VEHICULES UTILITAIRES. L'invention se rapporte à une pompe d'injection de carburant par arête oblique pour moteurs à combustion interne, en particulier pour moteurs à injection directe pour véhicules utilitaires, comprenant une valve de décharge, un piston de pompe commandé par came, qui est guidé mobile en translation axiale et en rotation dans un cylindre de pompe et qui commande une lumière prévue dans le cylindre de pompe et servant à l'arrivée de carburant dans la chambre de travail de la pompe, d'une part, par une arête supérieure, pour déclencher l'injection (phase de préinjection), et d'autre part, par une arete de commande oblique inférieure, pour terminer l'injection (phase principale d'injection), cette pompe comprenant en outre un évidement ménagé dans le cylindre de la pompe et une rainure circonférentielle prévue sur le piston de la pompe et qui relie cet évidement à la lumière pour interrompre l'injection, l'évidement et la lumière étant disposés l'un à la suite de l'autre - dans la direction circonférentiel- le du cylindre de pompe - de telle manière que, pendant la période de recouvrement entre la rainure circonférentielle et la lumière, l'évidement établisse en même temps une liaison avec la rainure circonférentielle qui correspond à la fin de la pré- injection. On connaît déjà, du fait du DE-A-1 253 952, une pompe d'injection de carburant de ce genre dans laquelle il est prévu, en supplément d'un piston d'injection principal, un autre piston prévu pour la pré-injection et dont l'épaulement de commande contrôle la fin de la pré-injection. Cette pompe d'injection de carburant exige une dépense de construction non négligeable et une hauteur d'encombrement qui est prolongée d'une valeur correspondant au piston de pré-injection et au dispositif à ressort. L'invention se donne pour but de simplifier la construction de la pompe d'injection du carburant du genre cité au début avec pour but d'obtenir une hauteur d'encombrement ramassée et de garantir que l'interruption de l'injection qui est assurée par les moyens de commande ne soit pas compromise, et qu'elle contribue ainsi à réduire le bruit. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que la valve de décharge est constituée par une valve de décharge à pressions équilibrées et en ce que l'évidement ménagé dans le cylindre de la pompe possède une section d'ouverture quadrangulaire possédant une contre-arête de commande inférieure qui s'étend parallèlement à l'arête de commande de la rainure circonférentielle du piston de pompe, les sections de déversement formées, l'une entre cette contre-arête de commande et l'arête de commande de la rainure circonférentielle et l'autre entre une arête de commande supérieure de l'évidement et l'arête de commande supérieure du piston de pompe, présentant à peu près la même grandeur dans une position de la course de refoulement dans laquelle la section de déversement entre la lumière et la rainure circonférentielle est à son maximum. Le fait de munir la pompe d'injection d'une valve de décharge à pressions équilibrées, en remplacement d'une valve de décharge à volumes équilibrés qui est habituelle autrement, a l'avantage consistant en ce que les conduites de pression qui mènent à l'injecteur sont toujours entièrement remplies de carburant. On évite de cette façon qu'il ne se forme des espaces creux ou nuisibles qui ne permettraient pas de réaliser une interruption totale de l'injection entre la phase de pré-injection et la phase principale de l'injection. Grâce au choix des moyens de commande qui déterminent la pré-injection, plus précisément, grâce au fait qu'on prévoit seulement un évidement dans le cylindre de la pompe et une rainure circonférentielle sur le piston de la pompe, avec les arêtes de commande correspondantes, on obtient la possibilité de commander aussi la pré-injection en accord avec les besoins du moteur à combustion interne, en fonction de la charge. L'avantage apporté par l'invention consiste en particulier en ce que, avec des moyens de commande extrêmement simples, on obtient une pré- injection extrêmement efficace. Dans leur ensemble ces caractéristiques abaissement fortement la dureté désagréable des bruits de combustion. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'arête de commande supérieure du piston est de configuration oblique et elle forme un angle aigu avec l'arête de commande oblique inférieure et les deux arêtes de commande de l'évidement ménagé dans le cylindre et de la rainure circonférentielle ménagée dans le piston s'étendent parallèlement à l'arête de commande oblique supérieure du piston. Grace à cette caractéristique, en dépit du début commandé de la pré-injection, la quantité de pré-injection reste pratiquement conservée. Un évidement additionnel constitué par une rainure circonférentielle ménagée dans le cylindre servant à assurer la fermeture brusque de la lumière pour le déclenchement de la pré-injection réduit la proportion dynamique de refoulement lors de la pré- injection, de sorte qu'on obtient une réduction de la quantité de pré-injection. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'évidement additionnel est constitué par une rainure circonférentielle qui s'étend à peu près jusqu'au premier évidement dans le sens allant vers la pleine charge. Ces caractéristiques permettent d'obtenir l'interruption de carburant en n'importe quel point voulu si l'on utilise une géométrie de rainures appropriée. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, et sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale de l'élément de pompage d'une pompe d'injection à commande par arête oblique; la figure 2 représente le piston dans une position qui déclenche la pré-injection; la figure 3 représente le piston dans la position qui interrompt le refoulement de carburant; la figure 4 représente le piston dans une position qui déclenche l'injection principale; les figures 5 et 6 représentent différentes formes de réalisation permettant d'agir sur la pré- injection. Sur la figure 1, on a représenté un élément de pompage appartenant à une pompe d'injection de carburant 2 à commande par arête oblique ou rampe hélicoidale pour un moteur à combustion interne à injection travaillant par compression de l'air, de préférence pour un moteur à injection directe de véhicule utilitaire. Un piston de pompe 4 qui est guidé mobile en translation axiale et en rotation dans un cylindre de pompe 3, et une valve de décharge à pression équilibrées 5 délimitent une chambre de travail de pompe 6 qui, au point mort bas du piston de pompe 4, se remplit de carburant, par l'intermédiaire d'un orifice ou lumière d'arrivée de carburant 7 ménagé dans le cylindre de pompe 3. Le piston 4 présente une arête de commande rectiligne supérieure 8, servant à déclencher l'injection, et une arête de commande inférieure 9, oblique ou hélicoïdale, servant à terminer l'injection. Entre les deux arêtes de commande 8, 9, se trouve une rainure circonférentielle 10 qui, pour interrompre l'injection, relie l'orifice de carburant 7 à un évidement 11 ménagé dans le cylindre 3 de la pompe. L'évidement 11, qui présente une section d'ouverture quadrangulaire, s'étend pour moitié en regard de la chambre de travail 6 de la pompe et, pour moitié, en regard du piston 4 de la pompe. Une rainure longitunale 12 ménagée dans le piston 4 de la pompe relie la chambre de travail 6 de la pompe à une partie évidée 13 du piston qui se trouve au-dessous de l'arête de commande oblique 9. Sur les figures 2, 3 et 4, on a représenté en développement le piston 4 de la pompe qui est muni de l'arête de commande rectiligne supérieure 8. L'orifice de carburant 7 et l'évidement 11 sont indiqués par des lignes en traits mixtes. La rainure circonférentielle 10 présente une arête de commande supérieure rectiligne 10a qui s'étend parallèlement à la contrearête de commande inférieure rectiligne 11a de l'évidement 11 et qui, dans la position représentée sur la figure 2, au moment de la fermeture de l'orifice de carburant 7, s'étend à petite distance de la contre-arête de commande 11a. L'évidement 11 s'étend, pour moitié, en regard de la chambre de travail 6 de la pompe et pour moitié, en regard du piston 4. En même temps, la rainure circonférentielle 10 recouvre l'orifice de carburant 7. Sur la figure 3, le refoulement de la quantité de pré-injection est interrompu par la liaison établie entre la rainure circonférentielle 10 et l'évidement 11, ainsi qu'avec l'orifice de carburant 7, puisque l'arête de commande supérieure 11b de l'évidement 11 se trouve au-dessus de l'arête de commande supérieure 8 du piston 4 de la pompe et que la contre- arête de commande inférieure 11a se trouve dans la rainure circonférentielle 10. Dans la position représentée, la section de passage entre la lumière de carburant 7 et la rainure circonférien- tielle 10 est à son maximum. Sur la figure 4, le refoulement de la quantité d'injection principale commence, puisque la liaison entre la chambre de travail 6 de la pompe et l'évidement 11 est interrompue. La fin de l'éjection principale est commandée par l'arête de commande inférieure oblique ou hélicoïdale 9 du piston 4. Comme illustré sur la figure 5, le début du refoulement de pré-injection peut être commandé par une arête de commande supérieure 8 oblique par rapport à un plan transversal à l'axe du piston. La rainure circonférentielle 10 et l'évidement 11 présentent alors une allure oblique adaptée en conséquence. Dans les exemples de réalisation précités, on forme uniquement la lumière de carburant 7 pour déclencher la pré-injection. Etant donné que la section d'ouverture de la lumière de carburant 7 ne décroît que progressivement lors de la fermeture, on peut prévoir un évidement:additionnel 14 dans le cylindre 3 de la pompe (voir figure 6) pour réduire le refoulement dynamique jusqu'au début du refoulement statique, cet évidement étant réalisé sous la forme d'une rainure circonférentielle et étant relié à la lumière de carburant 7 de telle manière que l'arête supérieure 14a de la rainure circonférentielle 14 soit tangente à la lumière 7 dans sa partie supérieure. La rainure circonférentielle 14 se termine à une certaine distance de l'évidement 11 et elle n'entre en liaison avec celui-ci en aucun point de son étendue. Tous les exemples de réalisation concernent des formes à un seul flux, comportant une arête de commande inférieure oblique sur le piston de la pompe et deux lumières de carburant opposées; toutefois, il est également possible d'utiliser des formes de réalisation à deux flux, qui présentent deux arêtes de commande mais, en remplacement des deux rainures d'arrêt habituelles, on peut prévoir seulement une rainure d'arrêt pour assurer l'interruption et la coopération entre la rainure circonférentielle 10 et l'évidement 11. Avec des éléments de pompage à deux flux, on peut obtenir une chute plus raide de la fin du refoulement. Il se révèle particulièrement approprié d'adopter une combinaison des éléments de pompage selon l'invention avec des injecteurs à trou de portée sans trou borgne. Pour des raisons de place et/ou de fabrication, la rainure circonférentielle 10 pratiquée dans le piston de la pompe, ainsi que l'évidement 11 pratiqué dans le cylindre de la pompe peuvent être placés plus bas dans l'élément de pompage 1 (disposition non représentée), c'està-dire que la rainure circonférentielle 10 peut être prévue au-dessous de l'arête inférieure 15 du piston 4 de la pompe, auquel cas l'évidement 11 et une lumière d'arrivée de carburant additionnelle devraient être disposés en conséquence. Par ailleurs, la lumière de carburant 7 serait affectée à l'interruption du refoulement de l'injection principale. REVENDICATIONS 1. Pompe d'injection de carburant à commande par arête oblique pour moteurs à combustion interne, en particulier pour moteurs à injection directe pour véhicule utilitaires, comprenant une valve de décharge, un piston de pompe commandé par came, qui est guidé mobile en translation axiale et en rotation dans un cylindre de pompe et qui commande une lumière prévue dans le cylindre de pompe et servant à l'arrivée de carburant dans la chambre de travail de la pompe, d'une part, par une arête supérieure, pour déclencher l'injection (phase de pré-injection), et d'autre part, par une arête de commande oblique inférieure pour terminer l'injection (phase principale d'injection), cette pompe comprenant en outre un évidement ménagé dans le cylindre de la pompe et une rainure circonférentielle prévue sur le piston de la pompe et qui relie cet évidement à la lumière pour interrompre l'injection, l'évidement et la lumière étant disposés l'un à la suite de l'autre - dans la direction circonférentielle du cylindre de pompe - de telle manière que, pendant la période de recouvrement entre la rainure circonférentielle et la lumière, l'évidement établisse en même temps une liaison avec la rainure circonférentielle qui correspond à la fin de la pré-injection, caractérisé en ce que la valve de décharge est constituée par une valve de décharge à pressions équilibrées (5) et en ce que l'évidement (11), ménagé dans le cylindre de la pompe (3), possède une section d'ouverture quadrangulaire possédant une contre-arête de commande inférieure (11a), qui s'étend parallèlement à l'arête de commanie (1Oa), de la rainure circonférentielle (10), du piston de pompe (4), les sections de déversement formées, l'une entre cette contre-arête de commande et l'arête de commande (10a), de la rainure circonférentielle (10) et l'autre entre une arête de commande supérieure (11b), de l'évidement (11), et l'arête de commande supérieure (8), du piston de pompe (4), présentant à peu près la même grandeur dans une position de la course de refoulement dans laquelle la section de déversement entre la lumière (7) et la rainure circonférentielle (10), est à son maximum. 2. Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arête de commande supérieure (8) du 1,5 piston (4) de la pompe est de configuration oblique et forme un angle aigu avec l'arête de commande oblique inférieure (9), et en ce que les deux arêtes de commande (11a, 11b) de l'évidement (11) pratiqué dans le cylindre (3) de la pompe et de la rainure circonférentielle (10) ménagée dans le piston (4) de la pompe s'étendent parallèlement à l'arête de commande supérieure oblique (8) du piston (4) de la pompe. 3. Pompe d'injection de carburant selon une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que, dans le cylindre (3) de la pompe, est prévu un évidement quadrangulaire additionnel (14), relié en permanence à la lumière de carburant (7) et qui s'étend parallèlement à l'arête de commande supérieure du piston (4) de la pompe, l'arête supérieure de cet évidement étant tangent à la lumière de carburant (7). 4. Pompe d'injection de carburant selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'évidement additionnel (14) est constitu6 par une rainure circonférentielle qui s'étend à peu près jusqu'au premier évidement (11) dans le sens allant vers la pleine charge.