Brevet FR2722535A1 — publié le 19960119

POMPE MECANIQUE A MEMBRANE, A PRESSION AUGMENTEE, MUNIE D'UN REGULATEUR DE PRESSION, POUR L'ALIMENTATION DES MOTEURS THERMIQUES ET EN PARTICULIER DE MOTEURS A INJECTION. La présente invention concerne une pompe à carburant à membrane destinée à l'alimentation en carburant d'un moteur thermique, et plus particulièrement d'un moteur à injection. Une pompe d'alimentation d'un moteur à injection est munie, de façon connue en soi, d'un disque d'injection en gradins qui est logé dans le corps haute pression de la pompe et qui est entraîné en mouvement par la membrane de la pompe. Une pompe de ce type est décrite en détail dans la demande de brevet n 94 08629 déposée par la mme Demanderesse. Si l'on se reporte à la figure 1 de cette demande, on note que chaque fois que le disque d'injection 44 monte, il se produit une dépression dans les chambres 74 et 78 de la pompe et donc l'apparition de pulsations et de coups de bélier dans les canalisations, qui se traduisent par une bruyance. Il en résulte également un débit irrégulier de la pompe avec des variations de la pression à forte amplitude. Un autre défaut de cette pompe connue réside dans le fait qu'il se produit un matage de l'extrémité inférieure du disque d'injection, dû aux chocs répétés sur cette extrémité des flasques qui enserrent la membrane. Lorsque le matage devient important, le disque d'injection s'use, ce qui rend sa course vers le haut incomplète et entraîne des variations de débit dans le temps. Le matage produit également un bruit qui s'ajoute à celui dû aux coups de bélier. Un troisième défaut de la pompe connue réside dans sa tendance à se désamorcer. La présente invention vise à remédier à tous ces inconvénients et elle propose à cet effet une pompe à carburant pour moteur à injection qui fournit à sa sortie un débit régulier avec une faible variation de la pression. L'invention concerne également une pompe à carburant pour moteur à injection qui ne soit pas sujette au matage de l'extrémité du disque d'injection, ni à la variation de débit qui en résulte. L'invention vise enfin à réaliser une pompe à carburant qui assure un redémarrage quasi instantané, même après un arrêt prolongé du véhicule. Pour atteindre tous ces objectifs, l'invention propose une pompe à carburant à membrane, du type comprenant un corps supérieur muni d'une tubulure d'entrée de carburant, d'une tubulure de sortie de carburant et une tubulure de retour du carburant vers le réservoir, ledit corps contenant une chemise tubulaire dans laquelle est monté coulissant un disque d'injection en gradins destiné à injecter le carburant sous haute pression dans une chambre haute pression qui communique avec la tubulure de sortie, ladite pompe étant caractérisée en ce que: - la tubulure de retour est située au sommet du corps supérieur; - le corps supérieur contient un régulateur de pression monté en aval du disque d'injection, et qui permet d'amortir la pression qui apparaît à la sortie de la pompe, à chaque course du disque d'injection; - l'extrémité inférieure du disque d'injection est rendue solidaire en mouvement du poussoir d'entraînement de la membrane de la pompe. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le corps supérieur contient un corps haute pression en forme de cuvette dont le fond repose sur la chemise et le régulateur de pression est constitué par une membrane dont le bord périphérique est pincé entre le corps haute pression et le bord d'une coupelle elle-même assemblée audit corps, la chambre comprise entre la coupelle et la membrane étant étanche de façon à jouer le rôle d'amortisseur et d'accumulateur, ladite membrane comprenant une portion annulaire creuse dont la convexité est tournée vers la coupelle et une partie centrale conformée en clapet qui est sollicitée vers une position d'obturation de la tubulure de sortie, par un ressort logé dans ladite chambre étanche et qui est taré de manière à permettre l'ouverture du clapet lorsque la pression régnant dans la chambre haute pression est égale à la pression à laquelle la pompe refoule le carburant. Cet ensemble de caractéristiques de la pompe selon l'invention concourt à éliminer les inconvénients signalés précédemment. En effet, l'emplacement de la tubulure de retour au réservoir en position haute assure la formation d'une veine de carburant de grande capacité dans le corps de la pompe, laquelle capacité joue le rôle de réservoir auxiliaire. La pompe est toujours pleine de carburant dégazé, de sorte que le désamorçage est impossible et qu'un redémarrage est pratiquement instantané. De plus, la liaison mécanique entre le disque d'injection et la membrane évite le matage de l'extrémité du disque d'injection et assure que la course de celui-ci sera complète et donc que le débit sera constant dans le temps. Enfin, la régulation effectuée par le clapet et l'effet d'amortisseur procuré par le profil spécifique de la membrane permettent d'assurer un débit ayant une faible amplitude de variation de pression et la suppression de la bruyance due aux pulsations dans les canalisations. On notera encore que ce clapet fait également office de clapet anti-retour très hermétique. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit à présent en regard de l'unique figure annexée qui représente une pompe mécanique à membrane à pression augmentée pour moteur à injection, munie des perfectionnements selon l'invention. Un exemple de pompe de ce type est décrit dans le document qui a déjà été mentionné ci-dessus, et c'est pourquoi on ne décrira ci-après que les éléments nouveaux de la pompe. Les éléments connus de la pompe, seront désignés par les mêmes références numériques que dans la pompe susmentionnée. Le corps supérieur 12 de la pompe comporte une tubulure d'entrée de carburant 24 située en partie basse, une tubulure de retour au réservoir 13 située à la partie la plus haute du corps supérieur, et une tubulure de sortie 30. De façon connue en soi, dans le corps supérieur est logée une chemise cylindrique 52 dans laquelle est monotée coulissant un disque d'injection en gradins 44. On notera seulement ici que la chemise présente un orifice 96 faisant communiquer la chambre de refoulement 28 avec la tubulure de retour au réservoir 13. Selon une première caractéristique de l'invention, l'extrémité inférieure 50 du disque d'injection est rendue solidaire du poussoir 36 de la pompe. Par exemple, le piston peut comporter à son extrémité inférieure un trou taraudé dans lequel se visse une extrémité filetée 97 du poussoir. La chemise 52 est coiffée d'un corps haute pression 98 s'adaptant de façon étanche dans la partie supérieure du corps supérieur 12. Ce corps est en forme de cuvette et son fond repose sur l'extrémité supérieure de la chemise. Selon l'invention, au-dessus du corps haute pression est monté un régulateur de pression. Celui-ci comprend une membrane préformée 100 dont le bord périphérique est pincé entre un épaulement formé sur la paroi latérale du corps haute pression et le bord d'une coupelle 102 elle-nmme assemblée audit corps. La membrane définit avec la coupelle une chambre hermétique 104 qui enferme un certain volume d'air et qui joue donc le rôle d'amortisseur et d'accumulateur. La membrane définit également avec le corps haute pression une chambre haute pression 106 vers laquelle le disque d'injection 44 refoule le carburant par l'intermédiaire d'un canal 108. La membrane 100 comporte une portion annulaire 110 de profil creux, dont la convexité est tournée vers la coupelle 102, et une portion centrale formant clapet 112 qui est normalement sollicitée par un ressort 114 vers un siège 116 formé au débouché d'un canal 118 percé dans le fond du corps haute pression et communiquant avec la tubulure de sortie. Le ressort 114 est taré pour permettre l'ouverture du clapet 112 lorsque la pression régnant dans la chambre haute pression est égale à la pression nécessaire au bon fonctionnement du mécanisme d'injection du moteur. Pour le fonctionnement général de la pompe, on se reportera au document cité précédemment. On ne décrira ci- après que le fonctionnement du régulateur de pression. Lorsque le disque d'injection 44 est en position haute sur la figure, la chambre annulaire 74 est emplie de carburant. Lorsqu'il est entraîné vers le bas, il refoule à haute pression la dose de carburant qui emplit la chambre annulaire 74, à travers l'orifice 76 et le canal 108 vers la chambre haute pression 106. Le clapet 112 est alors écarté de son siège 116 à l'encontre de la force du ressort 114 en comprimant l'air enfermé dans la chambre 104, ce qui permet l'injection du carburant dans le canal 118, et dans la tubulure de sortie 30. Lorsque le disque d'injection remonte, il se produit une légère dépression dans la chambre annulaire 74 et donc aussi dans la chambre haute pression 106. Le clapet 112 revient alors vers sa position d'équilibre définie par le tarage du ressort mais avec une vitesse amortie par la membrane 110. L'amplitude de la variation de pression est de ce fait notablement amortie. Il en est de même de la bruyance qui se produisait dans les canalisation des pompes de la technique antérieure. La position de la tubulure de retour vers le réservoir 13 au sommet du corps de la pompe, permet de conserver une capacité auxiliaire rendant le désamorçage impossible. De plus, la solidarisation en mouvement du poussoir 36 et du disque d'injection 44 assure une course complète et fiable de ce dernier et un débit de la pompe constant dans le temps. REVENDICATIONS 1. Pompe à membrane pour l'alimentation en carburant d'un moteur à injection du type comprenant un corps supérieur (12) muni d'une tubulure d'entrée de carburant (24), d'une tubulure de sortie de carburant (30) et d'une tubulure de retour (13) du carburant vers le réservoir et contenant une chemise tubulaire (52) dans laquelle est monté coulissant un disque d'injection en gradins (44) destiné à injecter le carburant sous haute pression dans une chambre haute pression (106) qui communique avec la tubulure de sortie (30), ladite pompe étant caractérisée en ce que: - la tubulure de retour (13) est située au sommet du corps supérieur; - le corps supérieur contient un régulateur de pression (100) monté en aval du disque d'injection, et qui permet d'amortir la pression qui apparaît à la sortie de la pompe, à chaque course du disque d'injection (44); l'extrémité inférieure du disque d'injection est rendue solidaire en mouvement du poussoir (36) d'entraînement de la membrane de la pompe. 2. Pompe à membrane selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans le corps supérieur (12) est monté un corps haute pression (98) en forme de cuvette dont le fond repose sur la chemise et en ce que le régulateur de pression est constitué par une membrane (100) dont le bord périphérique est pincé entre le corps haute pression et le bord d'une coupelle (102) elle-même assemblée audit corps, la chambre (104) comprise entre la coupelle et la membrane étant étanche de façon à jouer le rôle d'amortisseur et d'accumulateur, ladite membrane (100) comprenant une portion annulaire (110) conformée avec une forme creuse dont la convexité est tournée vers la coupelle et une partie centrale (112) conformée en clapet qui est sollicitée vers une position d'obturation de la tubulure de sortie (30), par un ressort (114), logé dans ladite chambre étanche (104) et qui est taré de manière à permettre l'ouverture du clapet (112) lorsque la pression régnant dans la chambre haute pression (106) est égale à la pression à laquelle la pompe refoule le carburant. 3. Pompe à membrane selon la revendication 2, caractérisée en ce que le fond du corps haute pression (98) présente un siège (116) pour le clapet (112), ledit siège se trouvant au débouché d'un canal (118) formé dans ledit fond et qui communique avec la tubulure de sortie (30) de la pompe.