Brevet FR2681642A1 — publié le 19930326

"Pompe d'injection de carburant pour moteur a combustion interne, comportant un organe de soupape en libérant des sections d'écoulement o peut s'échapper le liquide comprimé". La présente invention concerne une pompe d'injection de carburant pour des moteurs à combustion interne comportant un dispositif pour modifier le début du transfert et dans lequel, sous la commande d'une soupape de commande de pression, la pression de commande d'un liquide comprimé agissant sur l'organe de réglage augmente avec la vitesse de rotation et modifie ainsi le début du transfert, un régulateur de vitesse de rotation qui comporte un manchon de réglage relié à un organe de réglage de quantité de transfert15 de la pompe d'injection de carburant, et dont la position de fonctionnement dépend de la charge et de la vitesse de rotation de la pompe d'injection de carburant, le manchon de réglage ouvrant ou fermant un orifice d'évacuation en fonction de la charge, et qui,20 pour réduire de manière relative la pression de commande, permet au liquide comprimé de s'échapper par un conduite de décharge, ainsi qu'une soupape en aval de l'orifice d'évacuation, qui influence le débit à travers la conduite de décharge. Une telle pompe d'injection de carburant est connue selon le document DEAl 39 00 346 Cette pompe d'injection de carburant comporte un dispositif pour modifier le début du transfert et qui, commandé par une soupape de commande de pression, fait augmenter la pression de commande d'un liquide sous pression agissant sur un piston de réglage en fonction de la vitesse de rotation croissante et le piston de réglage modifie le début du transfert La pompe d'injection de carburant comporte en outre un régulateur de vitesse de rotation avec un manchon de réglage dont la position de travail dépend de la charge ainsi que de la vitesse de rotation de la pompe d'injection de carburant Le manchon de réglage commande l'ouverture ou la fermeture d'un orifice d'évacuation du liquide sous pression en fonction de la charge L'orifice d'évacuation permet au liquide sous pression de s 'écouler dans une conduite de décharge pour réduire de manière relative la pression de commande En aval de l'orifice d'évacuation, se trouve une soupape à commande électrique qui permet de fermer la conduite de décharge. Le piston de réglage sollicité par la pression de commande en fonction de la vitesse de rotation déplace le début du transfert dans le sens de l'avance en fonction de la vitesse de rotation croissante Toutefois, la commande d'ouverture de l'orifice d'évacuation par le manchon de réglage permet au liquide sous pression de s'échapper lorsque la charge est faible, ce qui diminue la pression de commande et retarde d'autant le début du transfert. La soupape à commande électrique permet de fermer la conduite de décharge, si bien que même lorsque l'orifice d'évacuation est ouvert par le manchon de réglage, le liquide sous pression ne peut pas s'échapper et il s'établit une pression de commande plus élevée qui règle dans le sens de l'avance le début du transfert La soupape est commandée en fonction de la température du moteur a combustion interne et pendant le chauffage du moteur, cette soupape est fermée; au-dessus d'une certaine température, cette soupape est en permanence ouverte. Pour certains moteurs à combustion interne, il est exigé que le réglage en fonction de la charge du début du transfert, dépende de nouveau de la vitesse de rotation Une telle modification du début du transfert n'est pas possible dans les pompes d'injection de carburant, connues. La présente invention se propose de remédier a ces inconvénients et concerne à cet effet une pompe d'injection de carburant correspondant au type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la soupape comporte un organe de soupape sollicité par la pression de commande, et qui est coulissant dans un cylindre contre une force de rappel et qui libère des sections d'écoulement différent en fonction de sa position, et à travers lequel, peut s'échapper le liquide comprimé en passant par la conduite de décharge. Cette pompe d'injection de carburant offre l'avantage que la soupape permet une modification du début du transfert en fonction de la charge et en fonction de la vitesse de rotation de la pompe d'injection de carburant, et cela avec des moyens simples. Suivant une caractéristique de l'invention, la conduite de décharge débouche dans le cylindre, l'organe formant soupape ayant une rainure de commande et l'embouchure de la conduite de décharge dans le cylindre est réalisée comme ouverture de commande avec laquelle coopère la rainure de commande et qui libère une partie de l'ouverture de commande en fonction de la position de l'organe formant soupape. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la conduite de décharge débouche dans le cylindre, l'organe formant soupape ayant une ouverture de commande et en ce que dans le cylindre, au niveau de l'embouchure de la conduite de décharge, il y a une rainure de commande qui coopère avec l'ouverture de commande et libère une partie de l'ouverture de commande en fonction de la position de l'organe formant soupape. Suivant une autre caractéristique de l'invention une liaison vers la chambre de décharge part dans l'organe formant soupape de la rainure de commande ou de l'ouverture de commande. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'ouverture de commande est conçue pour qu'après une certaine course de réglage, déterminée de l'organe formant soupape, si le réglage se poursuit contre la force de rappel, la section d'évacuation diminue de nouveau. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'installation pour modifier le début du transfert comporte un piston de réglage servant d'organe formant soupape. Grâce à cette réalisation, il n'est pas nécessaire d'avoir une soupape particulière. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu une limitation de course pour l'organe formant soupape, et qui est réglable selon les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne équipé de la pompe d'injection de carburant. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la force de rappel agissant sur l'organe formant soupape est variable selon les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne équipé de la pompe d'injection de carburant. Grâce à ces caractéristiques, on tient compte des autres paramètres de fonction du moteur à combustion interne pour modifier le début du transfert. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide de deux exemples de réalisation représentés aux dessins Ainsi: La figure 1 est une coupe longitudinale d'un premier exemple de réalisation d'une pompe d'injection de carburant. La figure 2 montre à échelle agrandie le détail portant la référence II à la figure 1. La figure 3 montre différentes caractéristiques de la trajectoire d'un piston de réglage en fonction de la vitesse de rotation de la pompe d'injection de carburant. La figure 4 montre un second exemple de réalisation de la pompe d'injection de carburant sous la forme d'une vue simplifiée. Description des exemples de réalisation Une pompe d'injection de carburant représentée en coupe longitudinale à la figure 1 et correspondant au type de pompe distributrice, pour des moteurs à combustion interne, comporte un piston de pompe 13 entraîné en rotation et en même temps en mouvement alternatif par un arbre d'entraînement 10 et une transmission à cames 11 Le piston de pompe 13 travaille dans un alésage 14 d'un manchon cylindrique 16 et délimite dans cet alésage une chambre de travail de pompe 17 La chambre de travail 17 est remplie de carburant au cours de la course d'aspiration du piston de pompe 13 par l'intermédiaire du perçage d'aspiration 19 et des rainures de commande 20 réalisées dans le piston de pompe 13, à partir d'un volume intérieur 22 de la pompe d'injection de carburant, rempli de carburant Le perçage d'aspiration 19 peut être fermé par une soupape électromagnétique 23 pour arrêter le moteur équipé de cette pompe d'injection de carburant. Au cours de la course de pression du piston de pompe 13, le perçage d'aspiration 19 étant fermé, le carburant est transféré sous haute pression vers un injecteur non représenté équipant un cylindre du moteur à combustion interne par l'intermédiaire d'un perçage longitudinal 25 et d'une rainure de distribution 26 reliée à ce perçage, ainsi que par une soupape de pression 28 et une conduite de pression 29. La fin du transfert correspond au moment o, un perçage transversal 31 du piston de pompe 13 relié au perçage longitudinal 25 est ouvert du fait du mouvement du piston par un coulisseau de régulation 32 servant d'organe de réglage de la quantité transférée par la pompe d'injection de carburant, prévu sur la partie du piston de pompe pénétrant dans le volume intérieur 22; la chambre de travail 17 est ainsi déchargée vers le volume intérieur 22. Dans le volume intérieur 22, une pompe de transfert 34 entraînée par l'axe d'entraînement 10 puise du carburant dans un réservoir Une soupape commandée en pression 35, commande la pression dans le volume intérieur 22 et cette pression augmente avec la vitesse de rotation de la pompe d'injection de carburant. Le coulisseau de régulation 32 est monté coulissant axialement sur le piston 13 de la pompe et est actionné par un levier de régulateur 37 Le levier de régulateur 37 peut en principe être constitué par un seul levier, mais dans les exemples de réalisation, il s'agit d'un système de levier de régulation 38 comportant plusieurs leviers Le système de levier de régulation 38 est monté pivotant sur un axe 40 Dans la zone d'extrémité du système du levier de régulation 38 en regard du coulisseau de réglage 32, agit un ressort de régulation 41 accroché à un levier de réglage 43 La précontrainte du ressort de régulation 41 peut être modifiée par le levier de réglage 43 et sa précontrainte augmente dans le sens d'une charge croissante lorsqu'on règle le levier de réglage 43 Si le système à leviers de régulation 38 est réglé pour que le coulisseau de régulation 32 soit déplacé dans la direction du point mort du piston de pompe 13, ce qui entraîne de façon correspondante l'injection d'une plus grande quantité de carburant à cause de la commande d'ouverture retardée du perçage transversal 31 lors de la course de pression du piston de pompe 13. Le système à leviers de régulation 38 est maintenu en appui contre le manchon de réglage 44 d'un régulateur de vitesse de rotation 46 par le ressort de régulation 41 Le régulateur de vitesse de rotation 46 est un régulateur centrifuge qui comporte des masselottes 49 logées dans un support 47 Le support 47 avec les masselottes 49 est entraîné par l'axe d'entraînement 10 par l'intermédiaire d'une roue dentée 50 et est fixé axialement sur un axe de régulateur 52 Les masselottes 49 s'appuient à l'intérieur du support 47 et agissent axialement sur le manchon de réglage 44 coulissant sur l'axe de régulateur 52 Le manchon de réglage 44 comporte au moins un orifice d'évacuation 53 reliant un canal de décharge 55 traversant l'axe 52 du régulateur et le volume intérieur 22 Pour certaines plages de vitesses de rotations et de charges, qui se répercutent sur la position du manchon de réglage 44 par l'intermédiaire du levier de réglage 43, du ressort de régulation 41 et du système de levier de régulation 38 ou qui se répercutent sur la vitesse de rotation par la charge appliquée au moteur à combustion interne, on a un déplacement du manchon de réglage 44 qui relie l'orifice d'évacuation 53 du canal de décharge 55 au volume intérieur 22 Pour d'autres situations de vitesses de rotations et de charges, le canal de décharge 53 est fermé L'orifice d'évacuation 53 et le canal de décharge 55 permettent à du carburant de sortir du volume intérieur 22 et de diminuer ainsi la pression de commande régnant dans le volume intérieur 22. L'entraînement par cames il de la pompe d'injection de carburant comporte un disque à cames frontal 12 couplé au piston 13 de la pompe et une bague à galet 58 montée à rotation dans le corps de la pompe et recevant un galet 56; le disque à cames frontal 12 roule sur cette bague à galet en étant entraîné par l'axe d'entraînement 10 pour déplacer ainsi le piston de pompe 13 en rotation et en mouvement alternatif L'anneau à galet 58 est couplé au piston de réglage 61 par un goujon 59 qui pénètre radialement dans cet anneau Le piston de réglage 61 fait partie d'un dispositif servant à modifier le début du transfert de la pompe d'injection de carburant; à la figure 1 le piston de réglage 61 est représenté tourné de 90-, c'est-à-dire qu'il travaille perpendiculairement au plan du dessin. Le piston de réglage 61 est guidé dans un cylindre 62 et est sollicité dans le sens d'un réglage en avance du début de transfert par la pression de commande régnant dans le volume intérieur 29; le déplacement dans la direction opposée est assuré par la force de rappel exercée par un ressort de compression 64 Le côté du piston de réglage 61 sollicité par la pression de commande, est relié par un canal d'étranglement 65 dans le piston de réglage avec le volume intérieur 22 pour éviter les coups de bélier. Dans le premier exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2, une conduite de décharge 67 part du canal de décharge 55 dans l'axe de o régulateur 52 qui débouche dans le cylindre 62 de l'installation pour modifier le début du transfert. L'embouchure de la conduite de décharge 67 se situe au niveau du cylindre 62 qui est en permanence recouverte par le piston de réglage 61 et est conçue comme ouverture de commande 68 dans la paroi du cylindre 62. Le piston de réglage 61 est muni dans sa zone médiane d'une rainure de commande 70 annulaire Partant du fond de la rainure de commande 70, un perçage 71 du piston de réglage 61 conduit à une chambre à ressort 73 délimitée dans le cylindre 72 par le piston et qui contient un ressort de compression 64 Une conduite de retour 74 comme prolongement de la conduite de décharge 67 part de la chambre à ressort 73, et cette conduite de décharge revient par exemple au côté aspirant de la pompe de transfert 34 Le piston de réglage 61 forme ainsi un élément de soupape sollicité par la pression de commande et qui libère une section d'évacuation pour le carburant qui s'échappe du volume intérieur 22 par le manchon de réglage 44 en fonction de la position de l'organe formant soupape. L'ouverture de commande 68 est représentée à échelle agrandie et en trait interrompu à la figure 2. Cette ouverture se compose d'un premier segment 76 tourné vers le côté du piston de réglage 61 sollicité par la pression de commande Ce segment 76 présente la forme d'un triangle très écrasé dans la direction de réglage du piston de réglage 61 dans la direction du ressort de compression 64 Ce premier segment 76 est suivi dans la direction de la poursuite du réglage vers le ressort de compression, par un second segment 77 ayant une largeur sensiblement constante Ce second segment est suivi par un troisième segment 78 en forme de triangle allant progressivement en diminuant en direction du ressort de compression 64 La disposition de l'ouverture de commande 68 et de la rainure de commande 70 peut également être choisie inversée par rapport à celle décrite ci-dessus Cela signifie que l'ouverture de commande 68 est réalisée dans le piston de réglage 61 et que la rainure de commande 70 est réalisée dans la paroi du cylindre 72. En utilisant le piston de réglage 61 pour commander la section d'évacuation, on peut régler le début du transfert dépendant de la charge en fonction de la vitesse de rotation La figure 3 montre la course du piston de réglage 61 et ainsi le déplacement vers l'avance du début du transfert en fonction de la vitesse de rotation La courbe caractéristique de la course du piston de réglage 61 pour la pleine charge est représentée en trait interrompu avec la référence a; cela correspond à un orifice d'évacuation 53 du manchon de réglage 44 fermé en permanence, si bien qu'aucun carburant ne peut être évacué du volume intérieur 22 La courbe caractéristique de la course du piston de réglage pour la charge partielle est représentée en trait mixte avec la référence b; cette situation correspond dans la réalisation de l'invention à un orifice d'évacuation 53 ouvert en permanence. La courbe caractéristique de la trajectoire du piston de réglage pour les sections d'évacuation il variable décrite ci-dessus porte la référence c à la figure 3 et est représentée comme ligne continue La courbe caractéristique c de la caractéristique du piston de réglage quitte la vitesse de rotation ni correspondant au début du mouvement de réglage, la courbe caractéristique a de pleine charge L'ouverture de commande 68 est tout d'abord fermée, si bien que le carburant ne peut s'échapper du volume intérieur 22. Au cours du trajet du piston de réglage 61, la rainure de commande 70 ouvre progressivement l'ouverture de commande 68 La courbe caractéristique c augmente ainsi au-delà de la vitesse de rotation de manière moins pentue que la courbe caractéristique a, puisque la pression de commande régnant dans le volume intérieur 22 n'augmente que lentement à cause du carburant qui s'échappe Le piston de réglage 61 se trouve pour cette partie de la courbe caractéristique c avec sa rainure de commande 70 au-delà du premier segment 76 de l'ouverture de commande 68 Pour la vitesse de rotation N 2, la courbe caractéristique c coupe la courbe caractéristique b pour une section d'évacuation complètement ouverte Le piston de réglage 61 se trouve à ce moment de la courbe caractéristique c avec une rainure de commande 70 directement au- dessus du second segment 77 de l'ouverture de commande 68. Au cours de la suite du mouvement du piston de réglage 61, la section d'évacuation diminue de nouveau, si bien que moins de carburant s'échappe du volume intérieur 22 par le manchon de réglage 44 du volume intérieur 22 en fonction de la vitesse de rotation croissante et on arrive à une forte montée de la pression de commande La course du piston de réglage 61 augmente ainsi fortement par rapport à la vitesse de rotation Le piston de réglage 63 se trouve à ce moment dans la zone de la courbe caractéristique c et sa rainure de commande 70 se trouve au-dessus du troisième segment de l'ouverture de commande 68 A la vitesse de rotation N 3, la section d'évacuation est de nouveau complètement fermée et à partir de ce moment, la courbe caractéristique c coïncide avec la courbe caractéristique a correspondant à la pleine charge. Par le choix approprié de la forme de l'ouverture de commande 68, on peut avoir un tracé de la courbe caractéristique c de la course du piston de réglage 61 en fonction de la vitesse de rotation qui correspond à un certain moteur à combustion interne. Selon le développement de la pompe d'injection, l'appui du ressort de compression 64 peut être réglable suivant d'autres paramètres de fonctionnement comme par exemple la température du moteur à combustion interne En variante, on peut également avoir une limite de course réglable pour le piston de réglage 61 qui peut également être déplacée en fonction des paramètres du moteur à combustion interne. La figure 4 correspond à un second exemple de réalisation de la pompe d'injection de carburant et ci-après on ne décrira principalement que les variantes du premier exemple de réalisation, les autres parties déjà décrites dans le premier exemple de réalisation étant reprises dans ce second exemple. Selon le second exemple de réalisation, la conduite de décharge 167 comporte une soupape 180 après l'axe de régulation, et cette soupape se compose d'un piston 181 servant d'organe d'obturation travaillant dans un cylindre 182 Un côté du piston 181 est exposé à la pression de commande régnant dans le volume intérieur 122 et l'autre côté du piston est sollicité par la force de rappel d'un ressort de compression 184 Le côté du piston 181 exposé à la pression de commande est relié au volume intérieur 122 par l'intermédiaire d'un organe d'étranglement 185 La conduite de décharge 187 débouche dans le cylindre 182 et son arrivée est réalisée dans la paroi du cylindre 182 sous la forme d'un orifice de commande 187 Le piston 181 présente une rainure de commande 188 annulaire périphérique, reliée par un perçage 190 d'un piston 181 au côté du ressort de compression 184; une conduite de retour 174 relie ce côté, par exemple au côté aspiration de la pompe de transfert. Comme dans le premier exemple de réalisation, on peut également inverser la rainure de commande 188 et l'ouverture de commande 187. La pompe d'injection de carburant du second exemple de réalisation comporte également un dispositif pour modifier le début du transfert; toutefois, dans ce dispositif, le piston de réglage ne sert qu'à déplacer l'anneau à galet et la commande de la section d'évacuation est assurée par le piston 181 de la soupape 180 Par un choix approprié de la forme de l'ouverture de commande 187 et par la soupape 180, on peut réaliser une courbe caractéristique souhaitée de la course du piston de réglage en fonction de la vitesse de rotation. On peut également prévoir une limite de course réglable pour le piston 181 de la soupape 180 ou un appui réglable du ressort de compression 184 et qui se règle selon les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne. R E V E N D I C A T I O N S 1) Pompe d'injection de carburant pour des moteurs à combustion interne comportant un dispositif pour modifier le début du transfert et dans lequel, sous la commande d'une soupape de commande de pression ( 35), la pression de commande d'un liquide comprimé agissant sur l'organe de réglage ( 61) augmente avec la vitesse de rotation et modifie ainsi le début du transfert, un régulateur de vitesse de rotation ( 46) qui comporte un manchon de réglage ( 44) relié à un organe de réglage de quantité de transfert de la pompe d'injection de carburant, et dont la position de fonctionnement dépend de la charge et de la vitesse de rotation de la pompe d'injection de carburant, le manchon de réglage ( 44) ouvrant ou fermant un orifice d'évacuation ( 53) en fonction de la charge, et qui, pour réduire de manière relative la pression de commande, permet au liquide comprimé de s'échapper par un conduite de décharge ( 67), ainsi qu'une soupape ( 61, 62; 180) en aval de l'orifice d'évacuation ( 53), qui influence le débit à travers la conduite de décharge ( 67), pompe caractérisée en ce que la soupape ( 61, 62; 180), comporte un organe de soupape ( 61, 181) sollicité par la pression de commande, et qui est coulissant dans un cylindre ( 62, 182) contre une force de rappel et qui libère des sections d'écoulement différent en fonction de sa position, et à travers lequel, peut s'échapper le liquide comprimé en passant par la conduite de décharge. 2) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite de décharge ( 67, 167) débouche dans le cylindre ( 62, 182), l'organe formant soupape ( 61, 181) ayant une rainure de commande ( 70, 188) et l'embouchure de la conduite de décharge ( 67, 167) dans le cylindre ( 62, 182) est réalisée comme ouverture de commande ( 68, 187) avec laquelle coopère la rainure de commande ( 70, 188) et qui libère une partie de l'ouverture de commande ( 68, 187) en fonction de la position de l'organe formant soupape ( 61, 181). 3) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que la conduite de décharge ( 67, 167) débouche dans le cylindre ( 62, 182), l'organe formant soupape ( 61, 181) ayant une ouverture de commande et en ce que dans le cylindre ( 62, 182), au niveau de l'embouchure de la conduite de décharge ( 67, 167), il y a une rainure de commande qui coopère avec l'ouverture de commande et libère une partie de l'ouverture de commande en fonction de la position de l'organe formant soupape ( 61, 181). 4) Pompe d'injection de carburant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'une liaison ( 71, 190) vers la chambre de décharge part dans l'organe formant soupape ( 61, 181) de la rainure de commande ( 70, 188) ou de l'ouverture de commande. ) Pompe d'injection de carburant selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que l'ouverture de commande ( 68, 187) est réalisée pour que la section d'évacuation augmente contre la force de rappel lors du déplacement de l'organe formant soupape ( 61, 181). 6) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'ouverture de commande ( 68, 187) est conçue pour qu'après une certaine course de réglage, déterminée de l'organe formant soupape ( 61, 181), si le réglage se poursuit contre la force de rappel, la section d'évacuation diminue de nouveau. 7) Pompe d'injection de carburant selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'installation pour modifier le début du transfert comporte un piston de réglage servant d'organe formant soupape ( 61). 8) Pompe d'injection de carburant selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu une limitation de course pour l'organe formant soupape ( 61, 181), et qui est réglable selon les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne équipé de la pompe d'injection de carburant. 9) Pompe d'injection de carburant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la force de rappel agissant sur l'organe formant soupape ( 61, 181) est variable selon les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne équipé de la pompe d'injection de carburant.