Brevet FR2648190A1 — publié le 19901214

Dispositif de pompage pour l'injection de carburant La présente invention concerne un dispositif de pompage pour l'injection de carburant, pour l'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne, le dispositif étant du type comprenant un plon- geur mobile en va-et-vient dans un alésage en relation synchronisée avec un moteur associé, le plongeur étant déplacé vers l'intérieur dans l'alésage pour fournir du carburant au moteur, un moyen d'alimentation en carburant pour fournir du carburant à l'alésage, un élément de commande de carburant opérationnel pour déterminer la quan- tité de carburant fournie au moteur associé et un moyen électromagné- tique couplé à l'élément de commande de carburant pour ajuster le ré- glage de l'élément de commande de carburant, de sorte qu'on peut faire varier la quantité de carburant fournie au moteur associé. Avec un tel dispositif, un problème peut provenir suite au frot- tement dans le moyen électromagnétique, l'élément de commande de car- burant et la tringlerie couplant l'élément de commande de carburant au moyen électromagnétique. Afin de minimiser le phénomène de frottement, il est proposé de faire osciller les éléments précités, ce qui est ob- tenu en faisant rapidement varier le signal de commande appliqué au moyen électromagnétique. Cela peut être obtenu en superposant, sur le signal de commande en courant continu appliqué au moyen électro- magnétique, un petit signal en courant alternatif, suffisant pour pro- voquer le déplacement des éléments. La conséquence en est que l'élément de commande de carburant réagira plus promptement à des mo- difications du niveau du signal de commande en courant continu. Si par exemple l'élément de commande de carburant est un élément étrangleur qui commande le débit avec lequel le carburant s'écoule dans l'alésage pendant le déplacement vers l'extérieur du plongeur, l'oscillation de l'élément étrangleur autour de sa position souhaitée impliquera qu'à un moment du cycle d'oscillation, le degré d'étranglement de l'écoulement du carburant sera supérieur au montant souhaité, et qu'à un autre moment du cycle, le degré d'étranglement sera inférieur au montant souhaité. La fréquence d'oscillation doit être choisie avec soins, sinon il se peut que, pour un réglage désiré donné de l'élément étrangleur, des quantités inégaies de carburant soient fournies à l'alésage au cours de périodes successives de remplissage de ce dernier, ce qui se traduira par un fonctionnement irrégulier du moteur. Par exemple, en supposant qu'à un régime de fonctionnement donné et pendant la période durant laquelle du carburant peut être fourni à l'alésage, on fait os- ciller l'élément étrangleur sur un nombre complet de cycles, la quan- tité de carburant fournie à l'alésage sera la même quelle que soit la position momentanée de l'élément étrangleur lorsque du carburant com- mence à s'écouler vers l'alésage. Toutefois, si pendant ladite période on fait osciller l'élément étrangleur sur un nombre incomplet de cycles, alors, à moins qu'il soit fait en sorte que la position de l'élément étrangleur soit la même au début de chaque période et au même point du cycle d'oscillation, la quantité de carburant fournie à l'alésage pourra varier. Dans une autre forme de dispositif, le plongeur est angulaire- ment réglable par l'élément de commande de carburant afin de détermi- ner la position dans laquelle, pendant le déplacement vers l'intérieur du plongeur, du carburant est déversé de l'alésage, dans une autre forme encore du dispositif, le déplacement vers l'extérieur du plon- geur pendant la fourniture de carburant à l'alésage est stoppé au moyen d'une butée dont la position est déterminée par l'élément de commande de carburant. Dans une autre forme encore de dispositif, un manchon de commande peut coulisser axialement sur un élément distribu- teur rotatif et il est couplé par une tringlerie à un moyen d'actionnement électromagnétique. Le manchon peut être utilisé pour commander le déversement de carburant de l'alésage, ou l'admission de carburant dans l'alésage contenant le plongeur de pompage. Dans de tels cas, la condition requise est qu'au moment critique, c'est-à-dire l'instant o a lieu le déversement de carburant, l'instant auquel le plongeur est stoppé, ou l'instant auquel l'écoulement de carburant vers l'alésage est stoppé, la position de l'élément de commande de carburant ne doit pas varier d'un cycle de fonctionnement à l'autre, pour un débit souhaité donné de carburant fourni au moteur associé. La présente invention a pour but de fournir un dispositif du type spécifié sous une forme simple et pratique. Selon l'invention, dans un dispositif du type spécifié en intro- duction, le signal appliqué au moyen électromagnétique comprend une composante en courant alternatif pour engendrer l'oscillation de l'élément de commande de carburant, la fréquence d'oscillation de l'élément de commande de carburant étant déterminée par un élément de synchronisation qui est entraîné en synchronisme avec le dispositif, l'élément de synchronisation étant muni de repères, et par un capteur réagissant aux repères et qui, lorsque les repères passent devant le capteur, fournit un signal pour déclencher un cycle d'oscillation de l'élément de commande de carburant. Selon une caractéristique supplémentaire, l'élément de commande de carburant est un élément étrangleur qui détermine le débit avec le- quel du carburant est fourni à l'alésage. Selon une autre caractéris- tique supplémentaire, l'élément de commande de carburant comprend une butée réglable pour déterminer l'étendue du déplacement vers l'extérieur du plongeur tandis que du carburant est fourni à l'alésage. Selon une autre caractéristique supplémentaire, l'élément de commande de carburant comprend un manchon axialement déplaçable, monté sur une partie rotative du dispositif. Selon une autre caracté- ristique supplémentaire, le plongeur est angulairement réglable pour déterminer la quantité de carburant fournie au moteur associé pendant le déplacement vers l'intérieur du plongeur, l'élément de commande de carburant commandant le réglage angulaire du plongeur. Selon une autre caractéristique supplémentaire, l'alésage est formé dans un élément distributeur rotatif qui est entraîné en relation synchronisée avec le moteur associé, l'élément distributeur servant à fournir du carburant tour à tour à une pluralité de lumières de sortie au cours de déplace- ments vers l'intérieur successifs du plongeur et le moyen de synchro- nisation comprenant un disque de synchronisation rotatif avec l'élément distributeur. Le dispositif peut alors comprendre une bague à cames pour réaliser le déplacement vers l'intérieur du plongeur et un élément d'ajustement de synchronisation actionné par un autre moyen électromagnétique pour commander le réglage de la bague à cames, le signal de commande qui est appliqué à cet autre moyen électro- magnétique possédant une composante en courant alternatif dont la fré- quence est déterminée par le signal fourni par le capteur. Un exemple d'un dispositif de pompage pour l'injection de carbu- rant conforme à l'invention va maintenant être décrit en référence au dessin annexé, dans lequel: la figure 1 est une vue de càté, en coupe du dispositif. et 2648 1 9 0 la figure 2 est un schéma-blocs représentant le système de com- mande pour le dispositif de la figure 1. Selon la figure 1 du dessin annexé, le dispositif comprend un carter en plusieurs parties qui est globalement désigné 10. Dans le carter est formé un alésage dans lequel est monté un élément distribu- teur rotatif cylindrique 11 qui est couplé à un arbre d'entrée 12 en- trainé en relation synchronisée avec un moteur auquel le dispositif est associé. Dans l'élément distributeur est formé un alésage trans- versal 14 dans lequel est montée une paire de plongeurs de pompage mo- biles en va-et-vient 15 qui sont disposés de manière à être déplacés vers l'intérieur tandis que l'élément distributeur tourne, par l'intermédiaire d'une paire de rouleaux 16, par des bossages de cames (non représentés) formés sur la surface périphérique intérieure d'une bague à cames annulaire 17 montée à l'intérieur du carter 10. Un passage s'étendant longitudinalement 18 est également formé dans l'élément distributeur 11, passage qui est en communication, à une extrémité, avec l'alésage transversal 14, et, à son autre extré- mité, avec un passage de distribution 19 disposé radialement. Le pas- sage de distribution est disposé de manière à communiquer tour à tour avec une pluralité de lumières de sortie équiangulairement espacées, formées dans le carter 10 et qui sont représentées sur la figure par des passages 20. Les lumières de sortie sont reliées par des conduites à des injecteurs respectifs montés sur le moteur associé et l'entrée en communication du passage 19 avec une des lumières de sortie a lieu pendant tout le temps du déplacement vers l'intérieur des plongeurs 15 par les bossages de cames, de sorte que le carburant contenu dans l'alésage 14 sera transféré dans une chambre de combustion du moteur. A une autre position, le passage longitudinal 18 est en communi- cation avec une pluralité de passages d'admission 22 équiangulairement espacés et disposés radialement, qui sont disposés de manière à commu- niquer tour à tour avec une lumière d'admission 23 formée dans le car- ter. La lumière d'admission 23 est en communication avec une lumière de commande 25 par l'intermédiaire d'un passage 24. La lumière de commande 25 s'ouvre dans un perçage dans lequel est logé un élément étrangleur angulairement réglable 28 dans lequel est formée une rainure qui est en communication constante avec la sor- tie 26 d'une pompe d'alimentation en carburant à basse pression 27. 2648 1 9 0 L'agencement est prévu de telle sorte que, lorsqu'un passage d'admission 22 est amené en communication avec la lumière d'admission 23, du carburant s'écoulera depuis la sortie de la pompe à basse pres- sion jusqu'à l'alésage 14 pour déplacer les plongeurs 15 vers l'extérieur. L'amenée en communication précitée a lieu uniquement pen- dant le temps o le passage de distribution 19 n'est pas en communica- tion avec un passage 20. Le réglage angulaire de l'élément étrangleur 28 détermine la taille effective de la lumière de commande 25 et donc la quantité de carburant qui s'écoule dans l'alésage 14 et qui est dé- livrée au moteur lors de la course d'injection suivante. La quantité de carburant fournie à l'alésage dépend également du temps pendant le- quel la lumière d'admission est en communication avec un passage d'admission. La pompe à basse pression 27 est munie d'une admission qui com- munique, par l'intermédiaire d'un passage 29, avec une lumière d'admission 30 qui est formée dans une pièce creuse 37 fixée sur le carter 10. A l'intérieur de la pièce 37 sont montés un élément fil- trant tubulaire 32 et une soupape de sûreté qui comprend un élément 33 chargé par ressort. Une extrémité de l'élément 33 est exposée à la pression du carburant délivré par la pompe à basse pression 27 et commande la taille d'une lumière de trop-plein 34 par l'intermédiaire de laquelle du carburant peut être ramené à l'entrée de la pompe à basse pression. La pompe à basse pression pompe toujours plus de car- burant qu'il en est délivré au moteur associé, la conséquence en étant que la pression de sortie est commandée d'une manière qui est fonction du régime du moteur et qui augmente avec ce dernier. La bague à cames 17 est montée avec possibilité de réglage angu- laire dans le carter 10 et ce réglage, qui modifie le minutage de la fourniture de carburant au moteur associé, est réalisé au moyen d'un piston 35, actionnable par pression de fluide, qui est monté dans un cylindre 36 formé dans une pièce fixée sur l'extérieur du carter 10. Le piston est assemblé à la bague à cames 17 au moyen d'une goupille 37A, la goupille se logeant dans une ouverture transversale formée dans le piston. Du carburant est fourni à une extrémité du cylindre par l'intermédiaire d'un passage qui comprend un clapet antiretour 38, en provenance du passage 26, le clapet antiretour ayant pour but d'empêcher le carburant de passer du cylindre à la sortie de la pompe 2648 1 9 0 à basse pression par suite de l'interaction des rouleaux 16 avec les bossages de cames. Le réglage angulaire de l'élément étrangleur 28 est commandé au moyen d'un actionneur électromagnétique 29 qui comprend un solénoïde auquel peut être appliqué un signal de commande, le solénoïde produi- sant un flux magnétique qui attire un induit relié à un bras fixé sur l'élément étrangleur par l'intermédiaire d'une tringlerie. L'actionneur comprend également un ressort qui s'oppose au mouvement de l'induit et le ressort, en l'absence de signal de commande, ramè- nera l'élément étrangleur à la position zéro ou minimale d'écoulement de carburant. L'actionneur comprend également un transducteur, de sorte qu'un signal peut être fourni au système de commande du moteur, indicateur de la position de l'élément étrangleur. Afin de minimiser le phénomène de frottement dans la tringlerie, l'actionneur et l'élément étrangleur, il est proposé d'imprimer à ces éléments un petit mouvement d'oscillation et cela est avantageusement réalisé en superposant au signal en courant continu qui est appliqué A l'actionneur, une petite composante de courant alternatif. La compo- sante de courant alternatif fera osciller les éléments précités autour de la position souhaitée, permettant à l'élément étrangleur de ré- pondre plus facilement à des modifications du niveau du signal en cou- rant continu. Les passages d'admission 22 s'ouvrent vers la lumière d'admission 23 pour une période prédéterminée, considérée en termes de degrés de rotation du distributeur, et à des intervalles fixes. Il est important d'assurer que le mouvement oscillatoire qui est imprimé à l'élément étrangleur soit le même chaque fois qu'un passage d'admission est en communication avec la lumière d'admission. Sur la figure 2, l'actionneur est désigné 39 et il est repré- senté accouplé à l'élément étrangleur 28. Un signal de commande est fourni à l'actionneur par un circuit de puissance 40 et l'entrée du circuit de puissance est reliée à une sortie d'un circuit de commande 41 qui peut comprendre un microprocesseur ou élément de commande ana- logue. Le circuit de commande reçoit un signal de demande qui est ap- pliqué à une borne 42 et il reçoit également un signal de régime pro- venant d'un circuit 43 de traitement de signal de régime. Le circuit de commande modifie le signal de commande qui est appliqué à 2648 1 9 0 l'actionneur conformément à l'amplitude du signal de demande et du si- gnal de régime, et le circuit de commande joue le rôle de régulateur pour commander au moins le régime de ralenti ainsi que le régime maxi- mal du moteur associé. Le circuit de commande peut posséder d'autres entrées pour divers paramètres de fonctionnement du moteur, par exemple pour assurer que du carburant soit fourni au moteur d'une ma- nière la plus économique possible et avec un niveau de fumée dans les gaz d'échappement du moteur ne dépassant pas les limites autorisées. Le circuit de traitement de signal de régime reçoit un signal d'entrée provenant d'un capteur 44 qui est disposé au voisinage d'un disque de synchronisation 45 avantageusement monté, comme le montre la figure 1, sur l'arbre d'entrée 12. Dans l'exemple particulier repré- senté, le disque 45 est pourvu de quatre proicctions 46 qui passent à côté du capteur et qui ont pour conséquence que le capteur fournit un signal au circuit de traitement de régime. La sortie du circuit de traitement Je régime est donc un signal possédant, dans l'exemple par- ticulie;, une fréquence égale à quatre fois le régime de rotation de l'élément distributeur qui, dans le cas d'un moteur 4 temps, tourne à la moitié du régime moteur. Le circuit de traitement de régime, outre la fourniture du signal de régime au circuit de commande 41, fournit également un signal à un circuit 47 dont la sortie est reliée à une porte de jonction de totalisation 48, à laquelle est également reliée la sortie du circuit de commande 41. La jonction de totalisation est reliée au circuit de puissance 40. La conséquence en est donc qu'un signal en courant alternatif fourni par le circuit 47 est superposé au signal en courant continu fourni par le circuit de commande 41. Le si- gnal en courant alternatif provoque l'oscillation de l'élément étran- gleur autour d'une position déterminée par le niveau du signal en cou- rant continu. Le dispositif décrit est destiné à alimenter en carburant un mo- teur 4 temps et le disque est muni de quatre projections. De la sorte, au cours de chaque cycle de fonctionnement du dispositif, il y aura un cycle complet d'oscillation de l'élément étrangleur, avec le résultat que, bien que la lumière d'admission 23 ne soit ouverte vers un passage d'admission 22 que pour une partie du cycle de fonctionne- ment, l'oscillation de l'élément étrangleur sera la même chaque fois que la lumière d'admission est reliée à un passage d'admission. Le disque peut posséder un nombre de projections 46 qui soit un multiple, par exemple quatre ou cinq, du nombre de lumières de sortie et dans ce cas, l'élément étrangleur peut osciller sur plus d'un cycle tandis que du carburant s'écoule vers l'alésage. L'étendue de l'oscillation de l'élément étrangleur devrait cependant être la même chaque fois que du carburant est fourni à l'alésage. Tandis que le régime du mo- teur augmente, la fréquence du signal produit par le circuit de trai- tement de signal augmente également. Toutefois, bien que le temps, en termes de degrés de rotation de l'élément distributeur, pendant lequel la lumière d'admission est en communication avec un passage d'admission, reste le même, le temps réel diminue en proportion de l'augmentation de la vitesse de rotation de l'élément distributeur. Par rapport à l'agencement conventionnel, pour un signal donné en courant continu, la quantité de carburant fournie à l'alésage peut être différente lorsqu'une oscillation telle que décrite est imprimée à l'élément étrangleur. Toutefois, la différence de quantité de carbu- rant est prise en compte par le circuit de commande 41 agissant avec sa capacité de régulateur. Il peut être souhaitable d'augmenter la fréquence d'oscillation de l'élément étrangleur à de bas régimes moteur et cela peut être ob- tenu par un modification adéquate du disque ou du circuit de traite- ment de signal de régime. Il est cependant essentiel d'assurer que le mode d'oscillation de l'élément étrangleur soit le même chaque fois que la lumière d'admission 23 est ouverte vers un passage d'admission. Si la fréquence d'oscillation est augmentée à des bas régimes moteur, o il faut souligner qu'une commande finie de l'élément étrangleur est nécessaire pour obtenir par exemple un ralenti stable du moteur, la fréquence peut être trop élevée pour des régimes moteur plus élevés. Dans ce cas, le circuit 47 peut être utilisé comme circuit diviseur commandé par le circuit de commande 41. I1 faut souligner, toutefois, que le circuit diviseur doit.garantir que le même mode d'oscillation de l'élément étrangleur est obtenu chaque fois que la lumière d'admission 23 est en communication avec un passage d'admission 22. Dans le dispositif représenté sur la figure 1, le piston 35 est actionné directement par la pression de carburant provenant de la sor- tie de la pompe à basse pression 27. Dans certains cas, le réglage de la bague à cames est commandé par un servomécanisme qui comprend une servovalve. Dans de nombreux cas, la position de la servovalve est dé- terminée,au moins en partie,par la pression du carburant délivré par la pompe à basse pression, mais elle peut être commandée en utilisant un actionneur électromagnétique qui, à nouveau, sera actionné par un signal de commande en courant continu auquel est superposé un signal en courant alternatif produit de la même manière que décrit plus haut. Dans le dispositif décrit, le déplacement maximal des plongeurs vers l'extérieur est déterminé par des plaques de butée 50 montées sur des côtés opposés des rouleaux 16. Les plaques de butée limitentledé- placement vers l'extérieur des coussinets respectifs qui portent les rouleaux. Les plaques de butée déterminent la quantité maximalede car- burant qui peut être fournie par le dispositif et s'il est nécessaire de faire varier la quantité maximale de carburant, ainsi lorsque le dispositif alimente en carburant un moteur à suralimentation, les plaques 50 peuvent être montées avec possibilité de réglage et com- mandées directement ou indirectement par un actionneur électro- magnétique. A nouveau, le signal de commande pour l'actionneur sera alors fourni avec un signal de commande en courant continu auquel est superposé un signal en courant alternatif produit de la même manière que décrit plus haut. REVENDICATIONS 1. Dispositif de pompage pour l'injection de carburant, pour l'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne, compre- nant un plongeur (15) mobile en va-et-vient dans un alésage (14) en relation synchronisée avec un moteur associé, le plongeur (15) étant déplacé vers l'intérieur dans l'alésage (14) pour fournir du carburant au moteur, un moyen d'alimentation en carburant pour fournir du carbu- rant à l'alésage (14), un élément de commande de carburant (28) opéra- tionnel pour déterminer la quantité de carburant fournie au moteur as- socié et un moyen électromagnétique (39) couplé à l'élément de com- mande de carburant (28) pour ajuster le réglage de l'élément de com- mande de carburant (28), de sorte qu'on peut faire varier la quantité de carburant fournie au moteur associé, caractérisé en ce que le si- gnal appliqué au moyen électromagnétique (39) comprend une composante en courant alternatif pour engendrer l'oscillation de l'élément de commande de carburant (28), la fréquence d'oscillation de l'élément de commande de carburant (28) étant déterminée par un élément de synchro- nisation (45) qui est entraîné en synchronisme avec le dispositif, l'élément de synchronisation (45) étant muni de repères (46), et par un capteur (44) réagissant aux repères (46) et qui, lorsque les re- pères (46) passent devant le capteur (44), fournit un signal pour dé- clencher un cycle d'oscillation de l'élément de commande de carburant (28) . 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commande de carburant est un élément étrangleur (28) qui détermine le débit avec lequel du carburant est fourni à l'alésage (14). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commande de carburant comprend une butée réglable pour déterminer l'étendue du déplacement vers l'extérieur du plongeur (15) tandis que du carburant est fourni à l'alésage (14). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commande de carburant comprend un manchon axialement dé- plaçable, monté sur une partie rotative du dispositif. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plongeur (15) est angulairement réglable pour déterminer la quantité de carburant fournie au moteur associé pendant le déplacement vers 2648 1 90 il l'intérieur du plongeur (15), l'élément de commande de carburant (28) commandant le réglage angulaire du plongeur (15). 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alésage (14) est formé dans un élément distributeur rotatif (11) qui est entraîné en relation synchronisée avec le moteur associé, l'élément distributeur (11) servant à fournir du carburant tour à tour à une pluralité de lumières de sortie (20) au cours de déplacements vers l'intérieur successifs du plongeur (15) et le moyen de synchro- nisation comprenant un disque de synchronisation (45) rotatif avec l'élément distributeur (11). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une bague à cames (17) pour réaliser le déplacement vers l'intérieur du plongeur (15) et un élément d'ajustement de synchroni- sation actionné par un autre moyen électromagnétique pour commander le réglage de la bague à cames (17), le signal de commande qui est appli- qué à cet autre moyen électromagnétique possédant une composante en courant alternatif dont la fréquence est déterminée par le signal fourni par le capteur (44).