Brevet FR2604218A1 — publié le 19880325

"Pompe d'injection de carburant" L'invention concerne une pompe d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne, avec un piston de pompe guidé cylindriquement, qui commande partiellement l'injection de carburant, le carburant pouvant à cet effet être introduit par au moins un perçage de remplissage, dans une enceinte de pompe et être évacué à nouveau par le trou de remplissage, dans un perçage de soupape de commande décalé axialement, le début effectif d'injection étant réglable par la soupape actionnable, entre un début d'injection situé le plut tôt possible et le plus tard possible. On connait des pompes d'injection de carburant du genre en question, par exemple selon les documents DE-AS 10 93 619, DE-AS 11 76 422, DE-AS 19 17 927, DE-AS 23 06 007. Des pompes d'injection de carburant de ce genre servent en général à remplir les exigences suivantes: a) Diminution de la consommation de carburant du moteur à combustion interne, par exemple un moteur Diesel de véhicule, en particulier par une mesure exacte de carburant, comparée avec un moteur à carburateur. b) Réaliser plus complètement la combustion dans le moteur à combustion interne et ainsi de rendre le moteur plus pauvre en émissions nuisibles et plus favorable à la protection de l'environnement. c) Bien pouvoir commander, respectivement régler la mesure de carburant, sur des zones étendues de fonctionnement, en conservant toutefois une construction de la pompe aussi simple que possible. Ces exigences partiellement contradictoires ne peuvent pas être remplies simultanément complètement, mais, par un choix habile de paramètres, il faut trouver lors de la détermination un compromis tel=qoezlon- s'approche d'un optimum. On connaît selon DE-OS 32 48 086 une pompe d'injection pour laquelle une commande exacte du début de l'injection est atteinte entre deux valeurs limites déterminées par des limites constructives, au moyen d'une soupape commutable. Cette disposition garantit une possibilité de secours, également si la soupape n'est plus opérante. L'inconvénient de cette disposition consiste en ce qu'un perçage d'écoulement commandé par une soupape est disposé axialement en direction du point mort haut, par rapport au perçage d'amenée. Du fait des hautes pressions, allant jusqu'à 157Pa, ce perçage représente un affaiblissement de la résistance de la paroi, dans la partie du guidage de piston qui est soumise aux sollici- tations les plus élevées. De plus, la distance des deux perçages doit être déterminée entre deux limites déterminées, afin de garantir un fonctionnement optimal, respectivement de ne pas trop solliciter le plateau de soupape. De ce fait, la forme et les cotes de l'ensemble de la pompe d'injection sont déterminées, en particulier l'arrangement très important de la soupape. Le but de l'invention est d'améliorer une pompe d'injection du genre selon le préambule, de telle manière, qu'à côté d'un faible besoin en montage et en encombrement, une disposition notablement d'un passage plus libre du perçage de soupape soit possible, aussi bien dans la direction axiale, qu'également dans la direction périphérique, faisant qu'un affaiblissement du guidage de piston soit évité. Selon l'invention, l'invention est caractérisée en ce que le perçage de soupape de commande, vu axialement depuis le perçage de remplissage, est disposé dans la direction du point mort bas du piston de pompe et est relié avec l'enceinte de pression de pompe, par une gorge annulaire prévue dans le piston de pompe et un perçage médian de piston. Les avantages les plus notables de l'invention résident dans le fait que la disposition du perçage d'écoulement commandé de la soupape peut être adjointe de manière à présenter un passage libre à la périphérie du guidage de piston. Le perçage d'écoulement est ainsi emboîté dans des pièces de la paroi de guidage de piston qui sont moins fortement chargées. Le début d'injection de carburant peut être aisément commandé, du fait de la soupape qui obture ou bien ouvre l'alésage d'écoulement. Le perçage d'écoulement est relié à l'enceinte sous pression de pompe, par le perçage médian de piston, sa longueur pouvant être à cette occasion choisie à peu près à volonté. De ce fait, la distance entre la soupape et son carter peut être encore agrandie, à la partie haute pression de la pompe d'injection, avec la pièce d'embou- chure, qui doit être rendue particulièrement étanche. De ce fait, on peut prendre en compte des conditions de montage souhaitées, dans une large plage. Un piston pour une pompe d'injection est connu selon DE-OS 24 30 668 et qui possède une gorge annulaire périphérique, qui est en liaison avec la face frontale du piston, au moyen d'un alésage médian. On ne peut toutefois agir ici par commande que sur un unique perçage d'amenée et d'évacuation, disposé dans la paroi de carter. La soupape pouvant être commandée est avantageusement réalisée comme une soupape électro-magné- tique. On peut ainsi obtenir une commande électrique simple. En outre, la soupape est avantageusement commutable en sa position obturant l'écoulement de carburant, par un ressort de soupape. On peut atteindre des temps de fer- meture extrêmement courts de la soupape. Ces temps courts de fermeture permettent déjà une modification progressive du début d'injection, pendant que le piston de pompe se déplace entre le bord supérieur du perçage d'amenée et le bord supérieur du perçage d'écoulement. Les arêtes de commande du piston sont en général choisies de telle sorte que le piston atteigne le perçage d'écoulement, respectivement recouvre partiellement le perçage d'écoule- ment, lorsque s'effectue la commutation du corps de soupape dans la position de travail, au début d'injection qui est située le plus tard possible. Le transfert de carburant s'effectue indépendamment du fait que la soupape soit ouverte ou bien fermée, dès que le perçage est complètement obturé. D'autres avantages de l'invention peuvent être tirés de la description et du dessin d'un exemple de réalisation. Toutes les combinaisons et sous-combinaisons des caractéristiques revendiquées, décrites et représentées appartiennent également à l'invention. Des variantes de ces exemples de réalisation peuvent bien entendu être entreprises, sans quitter par ce fait le cadre de l'inven- tion. Un exemple de réalisation est représenté purement schématiquement dans les dessins ci-joints, en différentes positions, Ces dessins représentent: - figure 1: le piston de pompe, peu après le début de son mouvement vers le haut (Direction de l'in- jection) avec la soupape 40 en position ouverte, - figure 2: la continuation du mouvement vers le haut du piston de pompe, avec obturation des perçages 22 dans son guidage 20, par la surface frontale 13, à la position ouverte de la soupape 40. - figure 3: une position du piston 10, avec le perçage de soupape de commande 23 encore ouvert, toutefois avec la soupape d'injection 25 encore fermée. Dans la position de la figure 1, le piston a déjà quitté le point mort et se déplace vers le haut et déplace à cette occasion le liquide de carburant, qui se trouve dans l'enceinte sous pression de pompe 21. Plusieurs ouvertures sont disponibles pour l'évacuation du liquide de carburant déplacé par le piston. Là se trouvent les perçages de remplissage et de commande 22, par lesquels le carburant peut s'écouler en sortant, dans l'enceinte d'aspiration 31 et plus loin, dans des tuyauteries de carburant non représentées. En outre, le carburant peut s'écouler au travers d'un perçage médian de piston 11 et une gorge annulaire 16, du perçage de soupape de commande 23, au travers de la section de soupape 41 qui est ouverte et des ouvertures de sortie de soupape 42, dans l'enceinte d'aspiration 31. I1 règne une pression de refoulement relativement limitée dans l'enceinte de pression 31. Le carburant pourrait également s'écouler au travers du perçage de soupape de refoulement 24 et au travers de la soupape de refoulement 25, représentée sché- matiquement, dans la conduite de refoulement de carburant, non représentée, mais la pression résiduelle qui règne en amont de la soupape de 'refoulement 25 devrait seulement être surmontée, laquelle se trouve toutefois être nota- blement plus élevée que la pression dans l'enceinte de pompe, qui reste relativement basse, tant que subsistent des ouvertures d'écoulement suffisamment grandes vers l'enceinte d'aspiration 31. Un écoulement du carburant au travers du perçage de soupape de refoulement 24 n'est pas possible dans la position de la figure 1. Dans la position de la figure 2, le piston se trouvant en mouvement vers le haut vient de fermer les perçages de remplissage et de commande 22. On voit que le carburant déplacé par le piston peut maintenant s'échap- per par le perçage de soupape de commande 23 et la soupape , dans l'enceinte d'aspiration 31, de telle sorte que ne puisse s'ensuivre aucun débit au travers de la soupape de refoulement 25, dans la tuyauterie de refoulement de carburant. A la figure 3, le piston n'a pas encore totalement obturé le perçage de soupape de commande 23, de telle sorte qu'il dépend de l'état de fermeture de la soupape 40, qu'un débit s'ensuive ou non dans la tuyau- terie de refoulement de carburant. Dans cette position, le stator électro- magnétique 51 a relâché l'induit 52, parce qu'il n'y a plus de courant dans la bobine 53. Du fait de la force du ressort de soupape 43 et/ou du fait de la force de la pression, qui est exercée par le liquide de carburant sur le champignon de soupape 44, le champignon de soupape 44, le goujon de pression d'induit 54 et l'induit 52 seraient déplacés vers la droite, de telle sorte que le champignon de soupape 44 ait fermé l'ouverture d'écoulement, au travers de la section de soupape, lors de l'appui sur le siège 45 du corps principal de soupape 46 et que l'ou- verture d'écoulement et que l'écoulement au travers du perçage de soupape de commande 23, vers l'enceinte d'aspiration 31, ne soit plus possible. Lorsque le piston a complètement obturé les perçages de remplissage et de commande 22, pendant son mouvement de pompe orienté vers le haut, avec son arête de commande frontale 13 et que, simultanément, l'écoulement de carburant à partir de l'enceinte de pompe, au travers du perçage médian de piston 11, à travers la gorge annulaire 16 vers le perçage de soupape de commande, ne soit plus possible, parce que, soit la soupape 40 a obturé l'écoulement à partir du perçage de soupape de commande 23, soit que l'arête de commande 14 recouvre déjà le perçage de soupape de commande 23 et que l'écou- lement à partir de celui-ci soit ainsi obturé, commence le processus d'injection proprement dit, à travers le perçage de soupape de refoulement 24. Mais lorsque le piston a été déplacé plus avant vers le haut, de telle sorte que l'arête de commande 15 libère déjà à nouveau les perçages de remplissage et de commande 22 et que le carburant peut quitter ceux-ci par le perçage médian de piston 11 et le perçage transversal de piston 12 et/ou une gorge située à l'extérieur sur le piston, le processus d'injection est terminé. Si un défaut apparaissait sur la soupape , ou bien sur sa commande électrique, il y aurait toutefois débit dans le conduite de refoulement de carburant, il est vrai que le moment o il y a débit ne peut plus être choisi de manière optimale, mais les pro- priétés de fonctionnement en secours existent en tout cas. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Pompe d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne, avec un piston de pompe guidé cylindriquement, qui commande partiellement l'in- jection de carburant, le carburant pouvant à cet effet être introduit par au moins un perçage de remplissage, dans une enceinte de pompe et être évacué à nouveau par le trou de remplissage, dans un perçage de soupape de commande décalé axialement, le début effectif d'injection étant réglable par la soupape (40) actionnable, entre un début d'injection situé le plus tôt possible et le plus tard possible, caractérisé en ce que le perçage de soupape de commande (23), vu axialement depuis le perçage de remplissage (22), est disposé dans la direction du point mort bas du piston de pompe (10) et est relié avec l'enceinte de pression de pompe (21), par une gorge annulaire (16) prévue dans le piston de pompe et un perçage médian de piston (11). 2 ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que la soupape (40) est une soupape électromagnétique. 3 ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la soupape (40) est ajustable par un ressort de soupape (43), dans la position obturant l'écoulement de carburant.