Brevet FR2631390A3 — publié le 19891117

FR 2631390 A3 19891117 FR 8904463 A 19890405 Pompe d'injection de carburant pour moteurs à com- bustion interne, o un faible volume de combustible sous pression de remplissage est nécessaire ". L'invention concerne une pompe d'injection de carburant pour moteur à combustion interne avec un distributeur tournant dans un cylindre de distribution et avec au moins un piston installé dans un logement de pompe et placé radialement par rapport au distribu- teur en délimitant un espace de travail de la pompe, piston qui est commandé par les cames d'un chemin de cames d'un anneau à cames, en suivant le tracé de ca- mes par suite de quoi l'espace de travail de la pompe est alimenté en carburant par une pompe d'alimentation de carburant au moyen d'un canal d'alimentation com- mandé par des rainures de commande dans le distribu- teur. Dans une telle pompe d'injection de carburant connue par le DE-OS 30 11 831, un espace de travail de la pompe est alimenté par des rainures-pilote aména- gées sur le pourtour d'un distributeur. Les rainures- pilote peuvent communiquer par un canal d'alimentation qui d'un côté est relié à un espace de stockage avec un piston-réservoir et de l'autre côté est en liaison avec une pompe d'alimentation placée extérieurement à la pompe d'injection de carburant. Une telle pompe à injection de carburant a l'inconvénient, qu'une conduite d'amenée de la pompe d'alimentation à la pompe d'injection de carburant est nécessaire et qu'avec cela sont nécessaires des pro- blèmes d'étanchéité supplémentaires et un canal de distribution. Par suite, la construction de la pompe d'injection de carburant est très importante et un volume de carburant additionnel doit être déplacé pen- dant l'alimentation en carburant. La pompe à injection de carburant selon l'invention est caractérisée en ce que, en même temps que le piston, un piston d'alimentation réalisé comme pompe d'alimentation, sollicité vers le chemin de ca- mes par un ressort, placé également radialement par rapport au distributeur est commandé par le chemin de cames et en ce que le piston d'alimentation dans un cylindre de guidage délimite un espace intérieur de pompe qui est en communication d'une part, pendant la course d'aspiration du piston d'alimentation avec un volume de stockage de combustible en passant par une soupape-pilote, et d'autre part pendant la course de refoulement du piston d'alimentation avec l'espace de travail de la pompe par la soupape de commande fermée et le piston se trouvant dans le même temps en course d'aspiration et en ce qu'en même temps, il peut être en communication avec le volume de stockage de combus- tible en passant par une soupape de limitation de pression et a par contre l'avantage, qu'au moyen d'un chemin de cames d'une pompe d'injection de carburant de concert avec le piston de pompe est actionné un piston d'alimentation réalisé comme pompe d'alimenta- tion. Par suite, une pompe d'injection de carburant est réalisable dans une taille petite et une longueur courte. Seulement, un petit volume de combustible se trouvant sous la pression de remplissage et nécessai- re. L'étanchéification aux points de jonction, paliers et arbres peut être réalisée simplement et ne nécessi- te aucune dépense supplémentaire. D'autres améliorations de l'invention sont caractérisées en ce que la liaison de l'espace inté- rieur de pompe avec l'espace de travail de la pompe est réalisable par au moins une des différentes rainu- res de commande, qui sont disposées en répartition sur le pourtour du distributeur; l'espace de travail de la pompe est relié en permanence à une rainure annu- laire formée entre le distributeur et le cylindre- distributeur, dans laquelle les rainures de commande débouchent et de laquelle part un canal de décharge contenant une soupape commandée en fonction des para- mètres de marche du moteur à combustion interne; les rainures de commande peuvent communiquer avec au moins un alésage de remplissage débouchant de l'espace inté- rieur de pompe dans le cylindre de répartition, pendant la course de refoulement du piston d'alimenta- tion; la soupape de commande est une soupape de rete- nue, qui ouvre dans la direction de l'espace intérieur de pompe; chaque fois pendant la course d'aspiration du piston au moins une des rainures de commande éta- blit une communication entre la rainure annulaire et une canalisation de retour, dans laquelle est mise en place une soupape de limitation de pression dans le sens de la canalisation de retour. Par ces mesures, le volume mort se réduit par de courtes liaisons sous pression d'alimentation élevée, et l'invention montre le concours avantageux des rainures de commande'de la rainure annulaire de la canalisation de retour et de la canalisation de décharge. Un exemple de réalisation est représenté sur le dessin et expliqué dans la description suivante. On montre: - en figure 1, un premier exemple de réalisation de la pompe d'injection de combustible selon l'invention, en coupe longitudinale, - en figure 2, une coupe perpendiculaire à l'axe lon- gitudinal de la pompe d'injection de carburant. La pompe d'injection de carburant représen- tée à la figure i en coupe longitudinale pour l'ali- mentation d'un moteur à combustion interne non repré- senté présente un logement de pompe 1. Le logement de pompe i comprend une pièce de boîtier.5 en forme de pot et une pièce de couvercle 6 formant cette pièce de boîtier 5. La pièce de boîtier 5 en forme de pot pré- sente une partie cylindrique 7 et une pièce de fond 8, vers laquelle à partir de l'extrémité ouverte de la partie cylindrique 7, la pièce de couvercle 6 est in- troduite, pour obtenir une fermeture étanche d'un es- pace de pompe 9. Coaxialement est guidé à travers la pièce de fond 8, un arbre-moteur 10, qui s'évase en forme de pot dans l'espace de pompe 9 de la pompe d'injection de carburant et là est raccordé sur les bords avec un anneau à cames 2, dont la surface de l'enveloppe est maintenue contre la paroi cylindrique 11 de la partie cylindrique 7. L'anneau à cames 2 pré- sente sur sa face interne un chemin de cames 12, avec des cames dirigées radialement vers l'intérieur, qui sont coordonnées en nombre et série au nombre et à la série des pistons de pompe 17, qui sont prévus dans la pompe d'injection de carburant. Le chemin de cames 12 placé dans la pièce de boîtier 5 en forme de pot agit de concert avec un pis- ton d'alimentation 14 et deux pistons 17 qui, se si- tuant dans un plan radial commun et alignés radiale- ment avec l'axe de la pièce de couvercle 6 et l'axe de l'arbre moteur 10, sont guidés dans la pièce de cou- vercle 6. Avec cela, la pièce de couvercle 6 présente des cylindres de guidage 29 de pistons de pompe ali- gnés radialement, qui d'un côté débouchent dans un cy- lindre-distributeur 33 placé dans la pièce de couver- cle 6 et coaxial à l'arbre-moteur 10 et de l'autre côté débouchent dans des alésages 15 de plus grand diamètre se rattachant du côté du chemin de cames sur les manchons à effet de chemises de cylindre, alésa- ges, dans lesquels sont guidés des poussoirs à galets 16 en forme de tasses. Ceux-ci présentent sur le côté du chemin de cames des logements pour les rouleaux 13, qui en suivant le chemin de cames 12, servent au mou- vement des galets-poussoirs et servent avec leur sur- face de fond 18 au positionnement des pistons 17. La course intérieure des pistons 17 direction cylindre- distributeur 33 est limitée par des anneaux de sécuri- té 22 placés sur le pourtour du piston, anneaux qui viennent alors en position contre les manchons. Du côté du cylindre-distributeur, les pistons 17 limitent un espace de travail de la pompe 38, qui d'autre part est limité par une rainure annulaire 37 dans la surfa- ce de l'enveloppe d'un distributeur 4 guidé dans le cylindre-distributeur 33 et couplé à la même vitesse de rotation que l'arbre-moteur 10. Dans la pièce de couvercle 6 est placé aussi un cylindre de guidage 24, dirigé radialement par rap- port à l'axe de l'arbre-moteur 10, décalé de 90' par rapport à un des pistons 17, dans lequel glisse le piston d'alimentation 14 qui a également un logement côté chemin de cames pour un rouleau 26, qui en sui- vant le chemih de cames 12, assure le mouvement du piston d'alimentation 14. Sur le côté opposé au rou- leau 26, sur la face interne du piston d'alimentation 14, est prévu un ressort de pression 27 qui s'appuie sur une partie intérieure de la pièce de couvercle 6. Ce ressort de pression appuie le rouleau 26 sur l'an- neau à cames 2. La course du piston d'alimentation 14, dans le cylindre de guidage 24 réalisé en alésage borgne est étudiée, de façon qu'il reste encore à l'intérieur de l'alésage borgne un espace interne de pompe. Dans cet espace interne de pompe 28 arrive une conduite de carburant 29 sur laquelle est installée dans le logement de pompe, une soupape de commande 30, par exemple une soupape de retenue ou une soupape à coulisse commandée en synchronisation par l'arbre- moteur 10. Cette conduite de carburant 29 et la soupa- pe de commande 30 rendent possible que, pendant le mouvement d'aspiration du piston d'alimentation 14 du carburant est attiré dans l'espace interne de la pompe 28. Pendant le mouvementvers l'intérieur du piston d'alimentation 14, la soupape de commande 30 est fer- mée et du carburant est envoyé sous pression par deux alésages de remplissage 31, débouchant dans le cylin- dre de distribution 33, dans chacune des différentes rainures de commande 32, six dans l'exemple indiqué qui sont aménagées à la surface-enveloppe du distribu- teur 4. Les rainures de commande 32 sont en communica- tion stable avec la rainure annulaire 37. Pendant la course de compression du piston d'alimentation 14, la rainure annulaire 37 est alimen- tée par la pression créée par le piston d'alimentation 14. Cette pression doit, pour éviter des dommages au piston d'alimentation 14, au distributeur 4 ou aux rainures de commande 32, être limitée à une pression maximum déterminée admissible, d'o il existe pendant la course de compression du piston d'alimentation 14 sur l'une des rainures de commande 32, une communica- tion avec une canalisation de retour sortant du cylin- dre-distributeur 33, qui est placée dans la pièce de couvercle 6 et dans laquelle est insérée une soupape de limitation de pression qui s'ouvre à partir d'une pression déterminée dans la rainure annulaire 37. Par suite du refoulement stable limité en pression, on ob- tient, que les pistons de pompe 17 pendant la course d'aspiration suivent toujours le chemin de cames 12, même sans ressort de rappel et que l'espace de travail de la pompe 38 est rempli complètement par du carbu- rant à chaque course de travail. De la rainure annulaire 37 part en outre un canal de décharge 50, dans lequel est contenue une soupape 44 commandée en fonction des paramètres opéra- - tionnels du moteur à combustion interne. Par l'état de fermeture de cette soupape 44 commandée de préférence électriquement, le temps d'injection est déterminé et pendant l'ouverture de la soupape 44, le carburant non nécessaire à l'injection est évacué. De la rainure annulaire 37, un canal 39 amé- nagé dans le distributeur 4 conduit en outre vers une ouverture 40 du distributeur, vers laquelle différents canaux de pression 41 disposés dans la pièce de cou- vercle 6 de la pompe à injection de carburant- à tour de rôle sont dirigés pendant la rotation du distribu- teur 4 et pour la durée de la course de refoulement du piston de pompe. Le canal 39 et l'ouverture 40 du dis- tributeur sont dans l'exemple de réalisation réalisés ensemble par une rainure longitudinale sortant de la rainure annulaire 37. Les canaux de pression 41 sont disposés en correspondance du nombre et du cycle des cylindres à desservir de la pompe à injection de carburant sur le pourtour du distributeur 4 respectivement du cylindre- distributeur 33, de sorte qu'ainsi, quand une communi- cation est établie entre l'ouverture 40 du distribu- teur et chaque fois un des canaux de pression 41, la communication est interrompue entre les rainures de commande 32, les alésages de remplissage 31 et la ca- nalisation de retour 49. Les canaux de pression 41 conduisent par exemple à travers une soupape de refou- lement à des raccords frontaux des canalisations d'in- jection, qui sont reliées aux buses d'injection. Le dispositif suivant l'invention fonctionne de la façon suivante: Quand l'arbre-moteur 10 est commandé, alors l'anneau à cames 2 est actionné en synchronisme avec le distributeur 4 et est mis en mouvement de rotation, avec cela prennent le départ en même temps les galets 26 et 13 sur le chemin de cames 12. Par le mouvement de rotation du chemin de cames 12 et de l'anneau à ca- mes 2 est créé un mouvement de "va et vient" du piston d'alimentation 14 et des deux pistons 17 situés à 90' du piston d'alimentation. Pendant la course d'aspira- tion du piston de pompe dans laquelle le piston de pompe 17 admet le chemin de cames vers l'intérieur après l'extérieur, le piston d'aspiration 14 est mû en même temps vers l'intérieur et refoule le combustible hors de l'espace intérieur de pompe 28 par les alésa- ges de remplissage 31 décrits plus haut et les rainu- res de commande 32 dans la rainure annulaire 37. La pression de refoulement augmente jusqu'à une valeur qui est déterminée par la soupape de limi- tation de pression 43. Cette pression suffit, pour re- mettre à nouveau "vers le bas" les pistons de pompe 17 après leurs courses de compression. "Du bas" sont mus les pistons de pompe 17 agissant ensemble avec le che- min de cames tournant 12, "vers le haut" en direction du distributeur 4, avec les alésages de remplissage 31 fermés entre-temps. De cette façon, le carburant est comprimé et amené, par le canal 39 et un des canaux de pression 41 de même que- la soupape de refoulement 42, à une soupape d'injection, o le temps d'injection avec début d'injection et durée d'injection est déter- miné par la soupape 44 commandée électriquement. Pendant que les pistons 17 se déplacent vers l'intérieur en direction du distributeur 4, le piston d'alimentation 14 se déplace vers l'intérieur sous l'influence du ressort de rappel 27 en s'éloignant du distributeur 4 et il aspire par la canalisation d'ame- née de carburant 29 et la soupape de commande 30 ou- verte maintenant, du carburant d'un réservoir ou d'un magasin de stockage de carburant, de sorte qu'un nou- veau cycle peut commencer-. Grâce à l'entraînement simultané du piston d'alimentation 14 et des pistons 17 au moyen du chemin de cames 12, une pompe d'injection de carburant peut être construite dans une petite taille et une longueur courte, dans laquelle les problèmes d'étanchéité sont essentiellement réduits, et dans laquelle on obtient une pression de remplissage relativement élevée. 1 0 REVENDICATIONS 1) Pompe d'injection de carburant pour mo- teur à combustion interne avec un distributeur (4) tournant dans un cylindre de distribution (33) et avec au moins un piston (17) installé dans un logement de pompe (1) et placé radialement par rapport au distri- buteur (4) en délimitant un espace de travail de la pompe (38), piston qui est commandé par-les cames d'un chemin de cames (12) d'un anneau à cames, en suivant le tracé de cames (12), par suite de quoi l'espace de travail de la pompe (38) est alimenté en carburant par une pompe d'alimentation de carburant au moyen d'un canal d'alimentation commandé par des rainures de com- mande (32) dans le distributeur (4), caractérisée en ce que, en même temps que le piston (13), un piston d'alimentation (14) réalisé comme pompe d'alimenta- tion, sollicité vers le chemin de cames (12) par un ressort, placé également radialement par rapport au distributeur (4) est commandé par-le chemin de cames (12) et en ce que le piston d'alimentation (14) dans un cylindre de guidage (24) délimite un espace inté- rieur de pompe (28), qui est communication d'une part, pendant la course d'aspiration du piston d'alimenta- tion (14) avec un volume de stockage de combustible en passant par une soupape de commande (30), et d'autre part pendant la course de refoulement du piston d'ali- mentation (14) avec l'espace de travail de la pompe (38) par la soupape de commande (30) fermée et le pis- ton (17) se trouvant dans le même temps en course d'aspiration et en ce qu'en même temps, il peut être en communication avec le volume de stockage de combus- tible en passant par une soupape de limitation de pression (43). ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que, la liaison de l'espace intérieur de pompe (28) avec l'espace de tra- vail de la pompe (38) est réalisable par au moins une des différentes rainures de commande (32), qui sont disposées en répartition sur le pourtour du distribu- teur (4). 3 ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que, l'espace de travail de la pompe (38) est relié en permanence à une rainure annulaire (37) formée entre le distributeur (4) et le cylindre-distributeur (33), dans laquelle les rainures de commande (32) débouchent et de laquel- le part un canal de décharge (50) contenant une soupa- pe (44) commandée en fonction des paramètres de marche du moteur à combustion interne. 4e) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 3, caractérisée en ce que, les rainures de commande (32) peuvent communiquer avec au moins un alésage de remplissage (31) débouchant de l'espace in- térieur de pompe (28) dans le cylindre de répartition (33), pendant la course de refoulement du piston d'alimentation (14). ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 4, caractérisée en ce que la soupape de commande (30) est une soupape de retenue, qui ouvre dans la direction de l'espace intérieur de pompe (28). 6 ) Pompe d'injection de carburant, selon une des revendications 2-5, caractérisée en ce que, chaque fois pendant la course d'aspiration du piston (17) au moins une des rainures de commande (32) éta- blit une communication entre la rainure annulaire (37) et une canalisation de retour (49), dans laquelle est. mise en place une soupape de limitation de pression (43) dans le sens de la canalisation de retour.