Brevet FR2698912A1 — publié le 19940610

i "Régulateur de vitesse pour pompes d'injection de car- burant de moteurs à combustion interne" Etat de la technique L'invention concerne un régulateur de vites- se DE-OS 3 603 778 pour pompes d'injection de carbu- rant de moteurs à combustion interne avec: un appareil de commande électronique ( 5) retraitant les grandeurs caractéristiques d'un moteur à combus- tion interne ou d'une pompe d'injection de carbu- rant, un électro-aimant de réglage commandé par l'appareil de commande qui présente un organe de soulèvement (armature) correspondant à sa course au débit d'in- jection de consigne, un ressort de régulation agissant à l'encontre de la force de réglage de l'électro-aimant de réglage et venant en prise au moins indirectement avec l'organe de soulèvement, une pièce de liaison (tête de tige de régulation) disposée à l'extrémité tournée vers le régulateur, d'un organe de commande du débit d'injection, un organe d'entraînement, transmettant la force de réglage entre l'organe de soulèvement et la pièce de liaison. Dans le cas de quelques régulateurs de vitesse connus, dans lesquels l'actionnement de la tige de régulation montée dans le carter de la pompe d'injection de carburant et servant d'organe de com- mande du débit d'injection a lieu avec des moyens mé- caniques, on dispose un organe d'entraînement entre la tige de régulation et l'organe de soulèvement, action- nant celle-ci, du régulateur de vitesse Pour éviter qu'à pleine charge ou quand la tige de régulation est en position de démarrage, dans le cas o l'organe de soulèvement ou d'autres parties du régulateur mécani- que restent bloqués, ce qui ne peut être exclu, le mo- teur s'emballe du fait du débit d'injection trop grand, l'organe d'entraînement présente un organe d'évitement pour pouvoir pousser la tige de régulation à l'aide de moyens de sécurité additionnels, en dépit du non fonctionnement du régulateur, dans une position correspondant à un débit d'injection plus faible ou à un débit nul. Dans le cas d'un régulateur de vitesse connu du type selon l'art antérieur (EP-0 150 343), on dis- pose la tige de régulation et l'électro-aimant de sou- lèvement à peu près selon le même axe, l'organe d'en- traînement agissant dans le même axe en étant supporté par la tige de régulation Au bout de l'organe d'en- traînement, il est prévu un ressort de régulation, qui s'appuie d'une part sur une coupelle de ressort reliée à l'organe d'entraînement et d'autre part sur le car- ter du régulateur ou de la pompe Ce ressort hélicoï- dal agissant comme ressort de pression est aussi dis- posé suivant le même axe que la tige de régulation et l'organe de soulèvement Si l'électro-aimant de régla- ge pour une raison quelconque reste bloqué dans la position de pleine charge dans laquelle l'organe de soulèvement s'est déployé en direction de la tige de régulation, il y a le risque que le moteur s'emballe. Du fait que les constructeurs automobiles exigent que le volume hors tout des pompes d'injection de carburant, y compris le régulateur, soit aussi fai- ble que possible, on ne peut réaliser des construc- tions volumineuses comme celles qui sont utilisées dans le cas des régulateurs mécaniques, pour loger l'organe d'évitement (Voir DE-3 603 778), en plus de l'électro-aimant de réglage de toute façon volumineux. Il est connu en fait de disposer (DE-OS 3 512 221) l'électro-aimant de réglage perpendiculairement à la direction de réglage de la tige de régulation et de transmettre le trajet de réglage par un levier coudé. Un ressort de traction pouvant être utilisé avantageu- sement, ce qui toutefois entraîne une augmentation considérable des forces de frottement, tout à fait in- dépendamment du fait qu'il n'est pas prévu ici non plus de sécurité contre le risque d'emballement. Avantages de l'invention Le régulateur de vitesse selon l'invention est caractérisé par le fait que l'organe d'entraîne- ment est constitué sous la forme d'un organe d'évite- ment se relâchant quand est dépassée une force de réglage déterminée est dépassée, l'organe d'évitement consiste en une première pièce d'évitement reliée à la pièce de liaison et une se- conde pièce d'évitement coopérant avec l'organe de soulèvement, les deux pièces d'évitement sont dirigées l'une vers l'autre (avec leurs axes parallèles) et peuvent coulisser l'une contre l'autre, et un ressort d'évitement détermine, en liaison avec une butée entre les pièces d'évitement, la longueur normale de travail de l'organe d'évitement, ce res- sort d'évitement permettant en liaison avec les piè- ces d'évitement, un déplacement de la pièce de liai- son et de l'organe de soulèvement l'un par rapport à l'autre en raccourcissant la longueur normale de travail, dès que la force du ressort d'évitement est surmontée quand la force de réglage déterminée est dépassée. L'invention présente l'avantage que malgré l'action de l'organe d'entraînement servant à trans- mettre les forces entre l'organe de soulèvement et l'organe de régulation du débit d'injection, il est possible d'avoir un déplacement de celui-ci l'amenant, indépendamment de la position de l'organe de soulève- ment, dans une position pour de faibles débits d'in- jection ou des débits nuls Ce réglage peut avoir lieu à l'aide de n'importe quels moyens de sécurité Les deux pièces d'évitement peuvent être guidées l'une dans l'autre de telle façon qu'elles soient portées par une tige de régulation servant d'organe de comman- de du débit, mais qu'elles permettent toujours, dans le cas d'un léger décalage des axes de l'électro- aimant de réglage et de la tige de régulation, une transmission des forces de réglage de l'électro-aimant à la tige de régulation sans coincement ou autres per- tes dues aux frottement Le ressort d'évitement lui- même détermine avec les butées déterminant les lon- gueurs de travail normales, la "force de réglage déterminée" déplacée comme force de réglage maximale, qui est conçue de telle façon que dans le cas de cer- tains frottements par adhérence ou de certaines dure- tés à froid du graissage, on obtienne un entraînement sans problème de la tige de régulation lors du réglage magnétique de l'organe de soulèvement. Selon une autre configuration avantageuse de l'invention, la première pièce d'évitement est consti- tuée comme un manchon articulé sur la pièce de liaison et la seconde pièce d'évitement est constituée comme un boulon d'évitement pouvant coulisser axialement dans ce manchon en étant guidé radialement par celui- ci, un ressort hélicoïdal étant disposé autour du bou- lon d'évitement en tant que ressort d'évitement qui s'appuie d'une part sur le manchon et d'autre part axialement sur le boulon d'évitement, et la longueur de travail étant déterminée par une tête, servant de butée, du boulon d'évitement, qui coopère avec le man- chon sur le côté situé à l'opposé du ressort d'évite- ment Cette longueur de travail peut être réglée en cas de nécessité en modifiant la position de la butée, mais doit être en tout cas suffisante pour pouvoir pousser la tige de régulation dans une position de dé- bit d'injection plus faible quand l'organe de soulève- ment de l'électro-aimant de réglage reste coincé Il est aussi naturellement faisable que grâce au disposi- tif de réglage agissant indépendamment de l'électro- aimant de réglage normalement constitué comme un dis- positif démontable, on puisse arriver à injecter un des débits d'injection introduit par l'électro-aimant de réglage, correspondant à une vitesse de rotation de consigne, par rapport à un débit réduit, ou à réduire ou corriger la vitesse de rotation maximale Cette dernière opération peut en particulier jouer un rôle quand la vitesse de rotation du moteur à combustion interne varie aussi du fait d'une variation de l'alti- tude géographique, ou de la correspondance du rapport fourni à la chambre de combustion du moteur à combus- tion interne entre le volume d'air et la quantité de carburant Le dispositif de réglage fonctionne d'une manière connue en soi de préférence avec des moyens pneumatiques Ce dispositif peut toutefois aussi bien fonctionner avec des moyens électriques ou magnétiques ou avec des moyens mécaniques comme, par exemple un régulateur d'allumage automatique. Selon une autre configuration avantageuse de l'invention, on dispose radialement sur le manchon un tourillon monté de façon à pouvoir tourner dans un alésage transversal de la pièce de liaison De cette façon, l'organe d'entraînement peut pivoter avec ses deux pièces d'évitement autour de ce tourillon pour présenter ainsi un degré plus grand de liberté par rapport à l'axe opérationnel de l'organe de soulève- ment et de cette façon au sens de transmission des forces, ce qui se traduit en particulier par de plus faibles pertes dues aux frottements En outre, ce mode de construction est particulièrement peu encombrant. Selon une autre configuration avantageuse de l'invention, la deuxième pièce d'évitement (boulon d'évitement) est montée sur une branche d'entraînement qui peut pivoter dans un plan s'étendant au moins parallèlement à l'axe de réglage de la branche d'en- traînement, autour d'un point fixe du carter, le res- sort de régulation venant en prise avec cette branche d'entraînement De cette manière, la seconde pièce d'évitement reçoit un deuxième montage en plus de celui servant à la pièce de liaison Dans une autre configuration, ce montage est prévu à l'extrémité de la branche d'entraînement et équipé d'un axe de pivo- tement. Selon une autre configuration avantageuse de l'invention, la branche d'entraînement agit directe- ment sur l'organe de soulèvement de l'électro-aimant de réglage, la branche d'entraînement présentant dans sa zone de contact une surface de contact bombée orientée en direction de l'organe de soulèvement En particulier grâce à la forme bombée, le point de con- tact ou la ligne de contact entre la branche d'entraî- nement et l'organe de soulèvement peut, malgré le pivotement de la branche d'entraînement, demeurer lar- gement dans l'axe de réglage de l'organe de soulève- ment Indépendamment du fait que de cette façon on em- pêche un coincement possible de l'organe de soulève- ment dans l'électro-aimant de réglage par suite d'un point excentrique d'application, on ne produit aucune influence défavorable les autres organes de régula- tion, comme en particulier sur l'organe d'entraîne- ment. Selon une autre configuration avantageuse de l'invention, il y a entre la branche d'entraînement et l'organe de soulèvement une surface de contact dispo- nible largement dans l'axe de soulèvement de l'organe d'entraînement (boulon d'évitement). Selon une autre configuration avantageuse de l'invention, le ressort de régulation est constitué sous la forme d'un ressort de traction et d'un ressort hélicoïdal, alors qu'il vient en prise d'une part avec la branche d'entraînement entre le palier de pivote- ment et la zone de contact en direction de l'organe de soulèvement, et d'autre part avec un dispositif soli- daire du boîtier mais pouvant être toutefois réglé axialement Au moyen de ce point d'application régla- ble, on peut en cas de nécessité modifier la précon- trainte du ressort Selon une configuration, on peut disposer le ressort de régulation parallèlement à l'axe de réglage de l'organe de soulèvement Indépen- damment du fait qu'un ressort de traction fonctionne avec de moindres frottements qu'un ressort de compres- sion, on peut réaliser un ajustement des forces de réglage et des grandeurs limites des forces grâce a la possibilité de procéder au réglage d'une manière sim- ple. D'autres avantages et configurations avanta- geuses de l'invention vont ressortir de la description qui va suivre ainsi que des dessins. Dessins Un exemple de réalisation de l'objet de l'invention est représenté sur les dessins et va être décrit ci-après plus en détails. la figure 1 montre une représentation sim- plifiée des parties particulièrement essentielles d'un régulateur de vitesse de rotation selon l'invention, à partir du côté longitudinal; et la figure 2 est une vue partielle selon la flèche I de la figure 1. Description de l'exemple de réalisation Sur les figures 1 et 2, on a représenté de façon très simplifiée seulement les parties ayant trait à l'invention du régulateur de vitesse de rota- tion selon l'invention, un carter de régulateur 1 étant bridé sur le carter 2 d'une pompe d'injection de carburant et une tige de régulation 3 pénétrant dans le carter de régulation 1 à partir de la pompe d'in- jection de carburant Grâce à cette tige de régulation 3 qui peut aller et venir en coulissant axialement se- lon la flèche II, on commande le débit d'injection de carburant à refouler par la pompe d'injection dans la pompe de façon qu'en fait ce débit d'injection de car- burant augmente dans le cas d'un coulissement vers la gauche et diminue lors d'un coulissement vers la droi- te, ce qui est indiqué dans le cas de la flèche II par les signes + et D'ailleurs, on connait ce type de commande du débit de carburant dans le cas des pompes d'injection et en particulier de ce qu'on appelle des pompes en série. La position de la tige de régulation 3 est déterminée par un électroaimant de réglage 4 commandé à son tour par un appareil de commande électronique 5 qui retraite les grandeurs caractéristiques les plus diverses qui lui sont fournies, comme par exemple la charge introduite par la pédale d'accélérateur de l'utilisateur du moteur à combustion interne, la vi- tesse de rotation, la température du moteur à combus- tion interne, la pression extérieure, etc et les convertit en une force de réglage de l'électro-aimant de réglage 4, qui correspond à un débit d'injection de consigne. L'électro-aimant de réglage 4 présente pour cela une bobine 6, une armature 7, un organe de soulè- vement 8 relié à celle-ci et un noyau 9 lui-même mon- té, comme on l'a seulement indiqué, dans le carter de régulation 1. Une branche d'entraînement 11 coopère avec l'organe de soulèvement 8, branche qui est montée de façon à pouvoir pivoter sur un axe 12 dans le carter 1 et à laquelle est accroché un ressort de régulation 13 constitué comme un ressort de traction et un ressort hélicoïdal, et accroché par son autre extrémité à un dispositif 14 grâce auquel on peut modifier la précon- trainte du ressort de régulation 13 par un coulisse- ment axial correspondant du point d'accrochage. L'extrémité de la branche d'entraînement 11 située du côté opposé de l'axe 12 présente une tête 15 munie d'une surface de contact de forme bombée 16 en direction de l'organe de soulèvement 11, le point de transmission de la force du ressort de régulation 13 se trouvent sur l'organe de soulèvement 8 à peu près dans l'axe III de l'organe de soulèvement 8, presque à la même place L'électro-aimant 4, la branche d'en- traînement 11 et le ressort de régulation 13 consti- tuent une unité à faibles frottements et facilement réglable. Entre la tige de régulation 3 et l'organe de soulèvement 8 est disposé un organe d'entraînement 17 articulé d'une part sur la tête 18 de la tige de régu- lation et d'autre part sur la tête 15 de la branche d'entraînement Cet organe d'entraînement 17 est conçu comme un organe d'évitement muni d'un manchon 19 monté de façon à pouvoir tourner sur la tête de la tige de régulation 18 au moyen d'un tourillon 21 monté radia- lement sur le manchon 19 En outre, l'organe d'évite- ment 17 présente un boulon d'évitement 22 guidé radia- lement de façon à pouvoir coulisser axialement dans le manchon 19 et à une extrémité duquel est disposée une fourche 23 destinée à recevoir la tête 15 de la bran- che d'entraînement 11, cette dernière étant montée au moyen d'un axe de pivotement 24 dans cette fourche 23. Entre le manchon 19 et la fourche 23 est disposé, au- tour du boulon d'évitement 22, un ressort d'évitement 25 constitué sous la forme d'un ressort hélicoïdal de compression Une tête 26 du boulon d'évitement 22 sert de butée pour limiter l'écartement entre le manchon 19 et la branche d'entraînement 11 ou entre la tige de régulation 3 et l'organe de soulèvement 8 Dès que cette force introduite par le ressort d'évitement 25 est surmontée, on peut pousser l'un contre l'autre le tiroir de régulation 3 et l'organe de soulèvement 8. Sur la tête de régulation est fixée une cor- nière 27 sur laquelle peut venir en prise un disposi- tif de réglage 28 avec un levier coudé 29 monté à pos- te fixe, pour déplacer en cas de nécessité la tige de régulation 3 à partir d'une position correspondant à de grands débits d'injection et la faire passer vers la droite dans une position correspondant, selon le réglage, à de faibles débits En outre, sur cette cor- nière 27 est fixé un détecteur de position tel que par exemple une bague en cuivre par laquelle on peut mesu- rer la position respective de travail de la tige de régulation 3, de manière à la fournir à l'appareil de commande électronique 5. il 4 9 il 14 19 24 29 I II III NOMENCLATURE Carter de régulateur Carter de la pompe d'injection Tige de régulation/organe de réglage de débit Electro-aimant de réglage Appareil électronique de commande Bobine Armature Organe de soulèvement Noyau Branche d'entraînement Axe Ressort de régulation Dispositif Tête Surface de contact Organe d'entraînement organe d'évitement Tête de la tige de régulation Manchon Tourillon Boulon d'évitement Fourche Axe Ressort d'évitement Tête Cornière Dispositif de réglage Levier de cornière Soulèvement de course Vue Sens de réglage de la tige de régulation Axe de réglage de l'organe de soulèvement R E V E N D I C A T I O N S 1) Régulateur de vitesse de rotation pour pompes d'injection de carburant ( 2) de moteurs à com- bustion interne avec: un appareil de commande électronique ( 5) retraitant les grandeurs caractéristiques d'un moteur à combus- tion interne ou d'une pompe d'injection de carbu- rant, un électro-aimant de réglage ( 4) commandé par l'ap- pareil de commande ( 5) qui présente un organe de soulèvement ( 8) (armature) correspondant à sa course au débit d'injection de consigne, un ressort de régulation ( 13) agissant à l'encontre de la force de réglage de l'électro-aimant de régla- ge ( 4) et venant en prise au moins indirectement avec l'organe de soulèvement ( 8), une pièce de liaison ( 18) (tête de tige de régula- tion) disposée à l'extrémité tournée ver le régula- teur, d'un organe de commande du débit d'injection ( 3), un organe d'entraînement ( 17), transmettant la force de réglage, entre l'organe de soulèvement ( 8) et la pièce de liaison ( 18). régulateur de vitesse de rotation, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement ( 17) est constitué sous la forme d'un organe d'évitement ( 17) se relâchant quand une force de réglage déterminée est dépassée, l'organe d'évitement ( 17) consiste en une première pièce d'évitement ( 19) reliée à la pièce de liaison ( 18) et une seconde pièce d'évitement ( 22) coopérant avec l'organe de soulèvement ( 18), les deux pièces d'évitement ( 19, 22) sont dirigées l'une vers l'autre (avec leurs axes parallèles) et peuvent coulisser l'une contre l'autre, et un ressort d'évitement ( 25) détermine, en liaison avec une butée ( 26) entre les pièces d'évitement ( 19, 22), la longueur normale de travail de l'organe d'évitement ( 17), ce ressort d'évitement ( 25) per- mettant, en liaison avec les pièces d'évitement ( 19, 22), un déplacement de la pièce de liaison ( 18) et de l'organe de soulèvement ( 8) l'un par rapport à l'autre en raccourcissant la longueur normale de travail, dès que la force du ressort d'évitement est surmontée quand la force de réglage déterminée est dépassée. 2) Régulateur de vitesse de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première pièce d'évitement ( 19) est constituée sous la forme d'un manchon ( 19) articulé sur la piè- ce de liaison ( 18) et la deuxième pièce d'évitement ( 22) est constituée sous la forme d'un boulon d'évi- tement ( 22) guidé de façon à pouvoir coulisser axia- lement et guidé radialement dans ce manchon ( 19), on dispose un ressort hélicoïdal autour du boulon d'évitement ( 22) en tant que ressort d'évitement ( 25) qui s'appuie d'une part sur le manchon ( 19) et d'autre part axialement sur le boulon d'évitement ( 22), et la longueur normale de l'organe d'entraînement ( 17) est déterminée par une tête ( 26) du boulon d'évite- ment ( 22) qui coopère avec le manchon ( 19) sur le côté situé à l'opposé du ressort d'évitement, et sert de butée. 3) Régulateur de vitesse de rotation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que sur le manchon ( 19) est disposé radialement un tourillon ( 21) monté de façon à pouvoir tourner dans un alésage transversal de la pièce de liaison ( 18). 4) Régulateur de vitesse de rotation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la deuxième pièce d'évitement ( 22) (boulon d'évite- ment) est montée sur une branche d'entraînement ( 11) qui peut pivoter dans un plan s'étendant au moins pa- rallèlement à l'axe de réglage de la branche d'entraî- nement ( 11), autour d'un point ( 12) solidaire du car- ter, et en ce que le ressort de régulation ( 13) vient en prise avec la branche d'entraînement ( 11). 5) Régulateur de vitesse de rotation selon la revendication 4, caractérisé en ce que la deuxième pièce d'évitement ( 22) est montée sur un axe de pivo- tement ( 24) disposé à l'extrémité ( 15) de la branche d'entraînement ( 11). 6) Régulateur de vitesse de rotation selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la branche d'entraînement ( 11) agit directement sur l'or- gane de soulèvement ( 8) et en ce que la branche d'en- traînement ( 11) présente dans une zone de contact ( 16) en direction du levier de soulèvement ( 8), une surface de contact ( 16) bombée orientée vers celui-ci. 7) Régulateur de vitesse de rotation selon la revendication 6, caractérisé en ce que les surfaces de contact ( 16) comprises entre la branche d'entraîne- ment ( 11) et l'organe de soulèvement ( 8) se trouvent largement dans l'axe de soulèvement (III) de l'organe de soulèvement ( 8), ainsi que de celui de l'organe d'entraînement ( 17). 8) Régulateur de vitesse de rotation selon l'une des revendication 4 à 7, caractérisé en ce que le ressort de régulation ( 13) est constitué sous la forme d'un ressort de traction et d'un ressort héli- coïdal, et en ce qu'il vient en prise d'une part avec la branche d'entraînement ( 11), entre le palier de pi- votement ( 12) et la zone de contact ( 16) en direction de l'organe de soulèvement ( 8) et d'autre part avec un dispositif ( 14) solidaire du carter, mais pouvant tou- tefois être déplacé axialement pour le réglage. 9) Régulateur de vitesse de rotation selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ressort de régulation ( 13) est disposé parallèlement à l'axe de réglage (III) de l'organe de soulèvement ( 8). ) Régulateur de vitesse de rotation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il utilise un dispositif de réglage ( 28) agis- sant indépendamment de l'électro-aimant de réglage ( 4) et au moyen duquel, en pouvant venir directement en prise avec l'organe de réglage du débit ( 3) ou avec la pièce de liaison ( 18), l'organe de réglage de débit ( 3) peut coulisser contre la force du ressort d'évite- ment ( 25) dans le sens qui assure un débit d'injection plus faible.