Brevet FR2604483A1 — publié le 19880401

"Pompe d'injection de carburant pour moteur à combustion interne o un ressort de réglage agit sur un levier soumis à l'action d'un régulateur centrifuge" L'invention concerne une pompe d'injection de carburant pour des moteurs à combustion interne avec un organe de réglage mesurant les débits d'injection et avec un régulateur de vitesse actionnant l'organe de réglage de débit, qui possède un dispositif de leviers composé d'un levier de réglage accouplé avec l'organe de réglage de débit et avec un levier qui entraîne le levier de réglage et qui possède le même axe, dans laquelle le dispositif de leviers est soumis d'un côté à un dispositif de ressorts de réglage servant de grandeur de conduite de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, ainsi qu'à un arrangement de ressort de marche à vide disposé de manière fixe par rapport au carter et réglant la vitesse de rotation à vide, et soumis de l'autre côté à un régulateur centrifuge. Dans une telle pompe d'injection de carbu- rant connue selon DE-OS 35 00 341, le ressort de marche à vide, dont une extrémité est réglable de manière fixe sur le carter du régulateur, agit alternativement sur le levier de tension qui est chargé par le ressort de réglage le plus puissant, ou bien sur le levier de démarrage, qui est soumis à l'influence du régulateur centrifuge, et qui est également accouplé comme un levier de réglage avec l'organe de réglage de débit. Du fait que les ef- forts de réglage qui sont exercés en fonction de la vitesse de rotation par le ressort de réglage et par le régulateur centrifuge se situent notablement au-dessus de l'effort de réglage du ressort de marche à vide, le degré d'irrégularité (Degré P) de la modification de débit d'alimentation par rapport au régime est élevé, déjà en fonctionnement à vide, pour lequel une vitesse de rotation relativement basse doit être maintenue, de telle sorte que les différences des grandeurs caractéris- tiques déterminantes pour la vitesse de rotation à vide exercent une forte influence sur la valeur de la vitesse de rotation à vide. La pompe d'injection de carburant selon l'invention est caractérisée en ce que le dispositif du ressort de réglage agit sur le levier soumis à l'action du régulateur centrifuge et que le ressort de marche à vide disposé d'un coté de manière fixe par rapport au carter, agit sur le levier de réglage qui est entraîné par ce levier, et a par contre l'avantage, de par la séparation de l'application de la force du ressort de marche à vide d'un côté, et de l'autre côté du ressort de régulation et du régulateur centrifuge sur différents leviers, le ressort de marche à vide s'appliquant à cet effet sur le levier de réglage pour l'organe de régulation de débit, ceci mettant en jeu des efforts de réglage relativement faibles. On peut de ce fait disposer un ressort de marche à vide de caractéristique élastique molle. En outre, le ressort de marche à vide qui est fixé à une extrémité au carter peut être ajusté de manière relativement simple, de telle sorte que le ressort de marche à vide peut être réglé de manière simple. On obtient en outre des comportements plus stables à pleine charge du fait que ne survient aucune modification des efforts sur le levier de réglage en fonction de la vitesse de rotation. Le déplacement dans les jeux situés aux points d'appui disparait également à cette occasion. Du fait que le levier de réglage n'est chargé dans le sens d'une élévation du débit, que par le ressort de marche à vide qui est relativement mou, on obtient grâce à la conception de la pompe d'injection caractérisée en ce que dans l'intervalle d'oscillation du levier de réglage chargé par le dispositif de marche à vide, une butée réglable, limitant l'intervalle d'oscil- lation en direction de l'augmentation du débit d'alimentation fait saillie, butée dont la position est déterminée par les paramètres de marche du moteur à combustion interne et possède l'avantage de ce que la butée ajustable pour la correction du débit à pleine charge peut être entraînée par un positionneur mettant en jeu de faibles efforts et ayant de ce fait une faible dimension constructive, cet entraînement se faisant en fonction de la pression d'air atmosphérique, de la pression de charge, de la température ou bien de paramètres de fonctionnement du même genre. On peut en outre empêcher efficacement les à-coups du véhicule en cas de variation rapide de charge par l'accouplement du levier de réglage avec un disposi- tif d'amortissement, grâce au dispositif d'amortissement agissant supplémentairement sur le levier de réglage. Des perfectionnements et des améliorations avantageuses sont caractérisés en ce que l'arrangement de ressort de marche à vide est réglable au moyen d'un organe réglable, la butée est actionnée par un entraine- ment positionneur hydraulique, pneumatique ou bien élec- trique, le dispositif d'amortissement possède un piston d'amortissement hydraulique, qui est soumis à la pres- sion de la capacité intérieure de la pompe d'injection de carburant et qui présente un alésage de laminage avec une soupape de surpression, le dispositif d'amortissement produit un amortissement dans les deux directions d'ajus- tement. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins et sont expliqués plus en détail dans la description suivante. La figure 1 montre un premier exemple de réalisation d'une pompe d'injection de combustible avec un dispositif de réglage simplifié en coupe et la figure 2 représente un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif de réglage simplifié en vue de côté. Un piston de pompe 3 travaille dans un alésage 2, dans le carter 1 d'une pompe d'injection de carburant et est déplacé par un entraînement, non représenté en détail, dans un mouvement de va et vient et de rotation simultané. Le volume de travail de la pompe 4 de cette unité de pompe est alimenté en combustible par des rainures longitudinales 5 d:sposées sur la surface de la chemise du piston de pompe et un canal 6 s'étendant dans le carter pendant la course d'aspiration du piston de pompe 3, de- puis une capacité d'aspiration 7 située dans le carter 1. Pendant la course de refoulement du piston de pompe 3, le carburant est alimenté, partant du volume de travail de la pompe 4 et arrivant dans un canal longitudinal 8 s'écoulant dans le piston de pompe 3. Le combustible partant de là est alimenté par une rainure longitudinale de répartition 10 en fonction de la position en rotation du piston de pompe 3 pour arriver dans l'une des conduites d'alimentation 11, qui sont réparties à la périphérie de l'alésage cylindrique 2 en fonction du nombre de cylindres du moteur à combustion interne. Un tiroir annulaire 16 est déplaçable sur le piston de pompe 3 et commande, pendant le déroulement de la course de refoulement du piston de pompe 3, un alésage radial 17 qui est en relation avec le canal longi- tudinal 8 et produit ainsi une liaison directe entre le volume de travail 4 et la capacité d'aspiration 7, de telle sorte que le carburant résiduel, alimenté par le piston de pompe 3 ne soit plus amené aux conduites d'ali- mentation 11 à partir de ce point de calage de commande. Suivant la position du tiroir annulaire 16 la liaison avec la capacité d'aspiration 7 se trouve ainsi ouverte plus tôt ou bien plus tard, lors de la course de refoule- ment du piston de pompe 3 et l'alimentation en carburant se trouve interrompue. Plus le tiroir annulaire 16 se trouve poussé loin dans la position du point mort haut du piston de pompe 3, plus le débit de carburant d'ali- mentation pompé par le piston de pompe dans les conduites d'alimentation 11 et dans les injecteurs, non représentés, se trouve important. Le tiroir annulaire 16 est déplacé par un levier de réglage à deux bras 18, également dénommé levier de débits, qui est oscillant autour d'un axe 19 et qui en- grène avec une tête 20 à une de ses extrémités dans un évidement 21 du tiroir annulaire 16. L'axe 19 qui est essentiellement parallèle à l'axe du piston de pompe 3 est déplaçable pour effectuer le réglage. De plus, l'axe 19 est disposé dans un balancier de réglage 12 qui est monté oscillant dans le carter 1 et est maintenu dans une certaine position par un ressort de compression 13 et une vis de réglage 14. En outre, un levier à un bras 22, également dénommé levier de tension, est oscillant autour de l'axe 19. Un ressort de réglage 24 agit sur ce levier après une certaine course morte, une de ses extrémités étant sus- pendue à un levier de régulation de vitesse 25 et l'autre de ses extrémités étant traversée par un alésage 26 à l'extrémité extérieure du levier 22 et est pourvue d'une rondelle d'arrêt 27. Un manchon de réglage 29 d'un régu- lateur centrifuge 30 agit sur le levier 22 dans le sens opposé à la force du ressort de réglage 24. Le régulateur centrifuge est entraîné par une transmission non représentée, en fonction de la vitesse de l'entraînement du piston de pompe. I1 possède plusieurs masselottes 33 situées dans un carter 32, qui agissent avec des crochets 34 situés sur le bord inférieur d'un manchon de réglage 29 déplaçable longitudinalement sur un axe 35. Une butée 36, fixée sur le carter, limite le mouvement d'oscillation du levier 22 par rapport au régulateur centrifuge 30. Le deuxième bras 40 du levier de réglage 18 s'étend à côté du levier 22. Par rapport au levier 22 il possède une butée 41 qui crée un intervalle avec le levier 22 lors de l'arrêt de la pompe d'injection de carburant. L'extrémité du bras 40 comporte une fourche à deux branches 42, 43. Sur l'une des branches 42 est suspendu un ressort de marche à vide 44 qui est plus lacbe que le ressort de réglage 24. L'autre extrémité du ressort de marche à vide 44 est articulée sur un levier de réglage , qui est guidé en rotation et positionné dans le carter 1 et peut être réglé avec le régime de marche à vide. Dans la trajectoire d'oscillation du levier de réglage 18 et en fait au voisinage de la deuxième branche 43 du bras 40, émerge une butée réglable 46, qui limite le débattement du levier de réglage 18 dans la direction d'une augmen- tation du débit d'alimentation de l'unité de pompage. La butée 46 est reliée à un organe position- neur 47 connu pneumatique, hydraulique ou bien électrique, qui est commandé en fonction de différents paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne, tels que pression d'air atmosphérique, pression de suralimentation, température ou analogue. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, la butée 46 fait partie d'une fourche 48 disposée sur une tige de réglage 49 de l'en- tra;nement de réglage 47, dans lequel un ressort de compression 59 presse la branche 43 contre la butée 46 pour l'équilibrage des jeux. Selon la valeur nécessaire de la correction du débit d'alimentation, la butée 46 sera amenée par l'entra!nement de réglage 47 en une position dans laquelle la trajectoire d'oscillation du levier de réglage 18 et de ce fait l'importance des débits d'alimentation sera plus ou moins limitée. On peut relier supplémentairement à la deuxième branche 43 du bras 40 du levier de réglage 18 un dispositif d'amortissement 50 à côté de la butée réglable 46, au moyen d'une tige 57 qui a pour rôle d'empêcher des mouvements de réglage rapides du levier de réglage 18. Le dispositif d'amortissement 50 possède dans un cylindre 51 un piston 52, que traverse la tige 57 et un ressort de compression 54 qui s'appuie sur la branche 43 et est retenu. L'une des faces du piston 52 est soumise à la pression du combustible dans la capacité d'aspiration 7 et l'autre face est reliée par un alésage d'étranglement 55 et une soupape anti-retour 56, située dans le piston 52 et bloquant cet alésage dans une direction (figure 2). De par le piston 52 retenu de manière élastique dans une direction et de par la soupape anti-retour 56, le dispositif d'amortissement 50 n'agit que dans une direction, de telle sorte que lors du déplacement de la tige 57 il s'ensuit, dans une direction, un déplacement rapide et dans une autre direction, un déplacement lent du piston 52. En complément, l'attention est attirée sur le fait que l'on peut monter en cas de besoin également, à la place du dispositif d'amortissement agissant seulement dans une direction, un dispositif d'amortissement connu, agissant dans deux directions. Dans certaines positions de montage de la pompe d'injection ou bien dans le cas d'efforts d'accélé- ration élevés, il peut être nécessaire de relever la force de maintien du levier de réglage 18. A cet effet, le man- chon de réglage 29 du régulateur centrifuge 30 est char- gé avec un ressort de compression 31, qui s'appuie entre un épaulement 37 sur l'axe 35 et un décrochement 38 sur le manchon. Lors de la disposition du ressort de compres- sion 31 la force du ressort de marche à vide 44 est à augmenter en conséquence (figure 1). Le dispositif de réglage de la pompe d'injection de carburant décrite cidessus travaille de la manière suivante: Lors du démarrage, le dispositif de réglage prend pour le tiroir de réglage 16 la position représentée dans la figure 1. A cette occasion le levier 22 repose sur le manchon de réglage 29 du régulateur centrifuge 30 et est retenu, libre, par le ressort de réglage 24, de telle sorte qu'il est à un certain intervalle b de sa rondelle de butée 27 et à un intervalle a de la butée 41 du levier de réglage 18. Le levier de réglage 18 est maintenu par le ressort de marche à vide 44 dans une po- sition dans laquelle le tiroir de réglage 16 prend sa - position la plus haute, qui correspond au débit d'injec- tion de carburant le plus élevé. Après le démarrage, le manchon de réglage 29 est décalé, lorsque la vitesse de rotation croît, de telle sorte que le levier 22 vient sur la butée 41 du levier de réglage 18. Lorsque la vitesse de rotation continue à croître, le ressort de marche à vide 44 agissant sur le levier de réglage 18 prend en charge la régulation. Il maintient l'équilibre avec les forces engendrées par le régulateur centrifuge , le tiroir de réglage 16 étant à cette occasion maintenu dans une position prépondérante pour la vitesse de rota- tion à vide. Pour les vitesses de rotation supérieures à la vitesse de marche à vide, l'intervalle b entre levier 22 et rondelle de butée 27 est parcouru complètement, de telle sorte que le levier 22 vienne en appui sur la ron- delle de butée 27 du ressort de réglage. Pour relever la vitesse de rotation du moteur à combustion interne en fonctionnement à charge partielle ou à pleine charge, le ressort de réglage 24 est tendu à l'aide du levier de réglage de vitesse de rotation 25, de telle sorte que le levier 22 pivote face à l'action du régulateur centrifuge 30. Le levier de réglage 18 qui suit le mouvement dans l'assemblage amène à cette occasion le tiroir de réglage 16 dans une position donnant des débits d'injection plus importants. L'impor- tance des débits d'injection peut, ainsi qu'il a déjà été mentionné cidessus, être limitée par la butée réglable 46 de l'entraînement de réglage 47 en fonction de différents paramètres de fonctionnement du moteur à combustion in- terne. En cas de modification rapide de la position du levier de réglage de vitesse 25 par le conducteur ou bien par une modification rapide de la charge, ce que l'on nomme un à-coup de charge, par lequel la force exercée par le régulateur centrifuge 30 est modifiée, la position du levier 22 sera effectivement ajustée rapidement, par contre la position du levier de réglage 18, qui est accouplé au dispositif d'amortissement 50 sera modifiée avec un certain retard, de telle sorte que la modification de débit d'injection est entreprise également avec retard. Dans le cas d'une élévation soudaine de la vitesse de rotation du régulateur centrifuge 30 et du fait du dispositif d'amortissement n'agissant seulement que dans un seul sens, le levier de réglage 18 va être déplacé rapidement du levier 22, puisque la tête 53 de la tige 57 liée au levier de réglage 18 peut se soulever contre l'action du ressort de compression 54 du piston 52, le levier de réglage 18 tournant à cette occasion dans une position pour donner une injection de débit de carburant quelque peu inférieure. Par contre, le dispositif d'amor- tissement 50 influencé par l'alésage d'étranglement 55 produit un ajustement rapide du levier 18 et du tiroir de réglage 16 pour une tension rapide du ressort de réglage 24 ou pour une diminution rapide de la vitesse de rotation. Comme il a déjà été mentionné plus haut, il peut y avoir retardement d'une modification du débit d'injection de carburant, aussi bien pour une élévation de la vitesse de rotation, qu'également pour une diminution de la vitesse de rotation. De par le fait que le dispositif d'amortissement 50 est accouplé au levier de réglage 18, qui n'est soumis qu'à de faibles efforts, comme par exemple au ressort de marche à vide 44 qui est suspendu en un point fixe du carter, le temps de réaction du dispositif d'amortissement 50 est approximativement constant pour l'ensemble de la plage de vitesses de rotation. Dans l'exemple de réalisation du dispositif de réglage selon la figure 2, qui est principalement cons- truit et agit comme celui de la figure 1, les mêmes pièces sont repérées par les mêmes nombres repères comme dans la figure 1. Cet exemple de réalisation se distingue de celui de la figure 1 par le fait que le ressort de réglage 24 est également accouplé de manière élastique au levier de réglage 18. Un ancrage 60 est suspendu à cet effet à une extrémité du ressort de réglage 24, qui traverse l'alésage 26 du levier 22 et un alésage 61 du levier de réglage, qui est aligné avec celui-ci et maintient avec sa tête 62 un ressort intermédiaire lache 64, au moyen d'une rondelle de ressort disposée entre celui-ci et le levier de réglage 18. La rondelle de butée 27 pour le levier 22 est également fixée sur l'ar- bre de l'ancrage 60. Le ressort intermédiaire 64 a pour but d'équilibrer le jeu entre le levier de réglage 18 et le levier 22. RE V E N D I C A T I 0 N S ) Pompe d'injection de carburant pour des moteurs à combustion interne avec un organe de réglage (16) mesurant les débits d'injection et avec un régulateur de vitesse actionnant l'organe de réglage de débit, qui possède un dispositif de leviers composé d'un levier de réglage (18) accouplé avec l'organe de réglage de débit et avec un levier (22) qui entraîne le levier de réglage et qui possède le même axe, dans laquelle le dispositif de leviers est soumis d'un côté à un dispositif de ressorts de réglage (24) servant de grandeur de conduite de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, ainsi qu'à un arrangement de ressort de marche à vide (44) disposé de manière fixe par rapport au carter et réglant la vitesse de rotation à vide, et soumis de l'autre côté à un régulateur centrifuge (30), caractérisé en ce que le dispositif du ressort de réglage (24) agit sur le levier (22) soumis à l'action du régulateur centrifuge (30) et que le ressort de marche à vide (44) disposé d'un côté de manière fixe par rapport au carter, agit sur le levier de réglage (18) qui est entraîné par ce levier. 2 ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arrangement de ressort de marche à vide (44) est réglable au moyen d'un organe réglable (45). 3 ) Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que, dans l'intervalle d'oscillation du levier de réglage (18) chargé par le dispositif de marche à vide (44), une butée (46) réglable, limitant l'intervalle d'oscillation en direction de l'augmentation du débit d'alimentation fait saillie, butée dont la position est déterminée par les paramètres de marche du moteur à combustion interne. 4 ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 3, caractérisée en ce que la butée (46) est actionnée par un entraînement positionneur (47) hydraulique, pneumatique ou bien électrique. ) Pompe d'injection de combustible selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un dispositif d'amortissement (50) agit supplémentai- rement sur le levier de réglage (18). 6 ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif d'amortissement (50) possède un piston d'amortissement hydraulique (52), qui est soumis à la pression de la capacité intérieure de la pompe d'injection de carburant et qui présente un alésage de laminage (55) avec une soupape de surpression (56). 7 ) Pompe d'injection de combustible selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caracterisée en ce que le dispositif d'amortissement (50) produit un amortissement dans les deux directions d'ajustement.