Brevet FR2725757A1 — publié le 19960419

" Pompe d'injection de carburant pour véhicule automobile " Etat de la technique L'invention concerne une pompe d'injection de carburant du type à distribution comportant un piston de pompe définissant une chambre active dans un cylindre de pompe, ce piston étant entraîné suivant un mouvement alter- natif combiné à un mouvement de rotation, par un entraîne- ment à cames comportant un disque à cames, et le piston comporte un tiroir annulaire monté coulissant et à rotation sur la surface enveloppe du piston, par rapport à celui-ci, avec un ajustage étanche, sur la partie du piston de pompe en saillie du cylindre de pompe, débouchant dans la chambre de commande de fin d'injection en y étant couplé, par le pied du piston, au disque à cames, ce tiroir annulaire étant réglable par rapport au piston par un organe de ré- glage agissant sur le tiroir annulaire et appartenant à un régulateur commandant la quantité injectée par la course de transfert du piston, tandis que, pour une course de refou- lement du piston qui réduit le volume de la chambre active, un canal de décharge de la chambre active, débouchant à la surface enveloppe du piston par l'intermédiaire d'un per- çage radial, est commandé dans le sens de l'ouverture, avec avance ou retard, par une arête de commande prévue sur le tiroir annulaire. Une telle pompe d'injection de carburant est par exemple connue selon le document DE-A-34 39 497. Le ti- roir annulaire de cette pompe connue est libre dans la chambre de commande de fin d'injection et il est sollicité par les ondes de pression créées par le mouvement d'entraî- nement du piston de la pompe dans cette chambre de commande de fin d'injection. En particulier, le disque à cames ef- fectuant un mouvement alternatif permanent dans la direc- tion axiale du piston de la pompe crée ainsi des chocs de pression (coups de bélier) agissant axialement sur le ti- roir annulaire. Il en résulte que le tiroir annulaire ris- que d'être déplacé dans le jeu de mouvement que présente le régulateur, axialement sur le piston de la pompe. Ce jeu existe d'une part à la jonction entre l'organe de réglage et le tiroir annulaire, et d'autre part dans les autres pièces du régulateur. Il importe peu que ce régulateur soit un régulateur mécanique de vitesse de rotation ou un régu- lateur à entraînement électromécanique. Les ondes de pres- sion peuvent également induire des mouvements non symétriques du tiroir annulaire, c'est-à-dire des mouve- ments différents d'une course de transfert à l'autre du piston de pompe; cela se traduit par une dispersion de la mesure de la quantité injectée. En outre, notamment les on- des de pression déclenchées par l'arbre à cames sollicitent aussi mécaniquement, de façon considérable, la pièce de liaison reliant l'organe de réglage au tiroir annulaire. Avantages de l'invention La présente invention concerne une pompe d'in- jection de carburant correspondant au type défini ci-dessus caractérisée par une pièce en forme de pot prévue dans la chambre de commande de fin d'injection, cette pièce ayant, dans son fond, une découpe centrale traversée par la partie du piston de pompe venant en saillie dans la chambre de commande de fin d'injection, de façon que la surface enve- loppe de la pièce en forme de pot entoure la périphérie du tiroir annulaire et que son fond entoure le côté du tiroir annulaire tourné vers son entraînement à cames, et son bord frontal arrivant jusqu'au boîtier de pompe entourant la sortie du piston de pompe, du côté de la face frontale, en formant un volume recevant le tiroir annulaire entre la partie en forme de pot et le boîtier de la pompe. De façon avantageuse, le tiroir annulaire de la pompe selon l'invention est protégé contre les ondes de pression dans la chambre de fin de commande. Entre le vo- lume défini par la partie en forme de pot et la chambre de commande de fin d'injection, il subsiste des sections transversales suffisamment ouvertes pour d'une part ne pas gêner, le mouvement du tiroir annulaire sur le plan hydrau- lique, et d'autre part transférer le carburant dont la fin de commande est assurée par la course de transfert du pis- ton de la pompe, dans la chambre de fin de commande, sans agir sur le tiroir annulaire. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - la pompe comporte au moins une bride réalisée sur le bord de la pièce en forme de pot, ayant une ouver- ture pour le passage d'un élément de fixation pour relier la pièce en forme de pot au boîtier de la pompe; - l'élément de fixation est constitué par au moins deux tiges de guidage, axiales, recevant chacune une coupelle à ressort appliquée contre le boîtier de pompe, pour servir d'appui à un ressort de compression respectif, dont l'autre extrémité s'appuie contre le pied du piston de pompe, une patte à ressort étant commune aux ressorts de compression, et la bride étant fixée entre les ressorts de compression et les coupelles à ressort; - la partie en forme de pot comporte comme bride au moins deux pattes correspondant au nombre des res- sorts de compression, ces pattes étant diamétralement oppo- sées. - la surface enveloppe de la partie en forme de pot comporte un orifice de passage traversé par l'organe de réglage, pour arriver au tiroir annulaire. Il existe de nombreuses possibilités avantageu- ses pour bloquer la partie en forme de pot à l'intérieur du corps de la pompe d'injection en utilisant les pièces exis- tantes. Dessins Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-après à l'aide des dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est une coupe d'une pompe d'in- jection de carburant appartenant à l'état de la technique, - la figure 2 est une coupe d'un détail de construction essentiel de la pompe d'injection de carburant selon l'invention, et - la figure 3 est une coupe de l'exemple de réalisation selon la figure 2, suivant la ligne de coupe III-III. Description de l'exemple de réalisation La figure 1 est une coupe partielle d'une pompe d'injection de carburant de type distributeur, à piston al- ternatif. Un manchon cylindrique 2 est fixé dans le corps 1 de cette pompe. Ce manchon reçoit le cylindre 3 de la pompe dans lequel un piston de pompe 4 délimite la chambre active de la pompe. Le piston de pompe est entraîné suivant un mouvement de va-et-vient combiné à un mouvement de rota- tion. Par son extrémité opposée à la chambre 5 de la pompe, le piston pénètre dans une chambre de commande 7 de fin d'injection et s'appuie par son pied 8 contre la face fron- tale d'un disque à cames 9. Le disque à cames est couplé, par une liaison de rotation non représentée en détail, avec le pied 8 et il est ainsi maintenu axialement par plusieurs ressorts 10 contre le disque à cames 9. Les ressorts 10 s'appuient par une coupelle à ressort 11 contre la face frontale 12 du boîtier entourant la chambre 7 et sollicitent par ailleurs une patte à res- sort 14 s'appuyant sur le pied 8 du piston de pompe par un épaulement 15 tourné vers la chambre active de la pompe. Le ressort précontraint pousse ainsi, par l'intermédiaire du piston de pompe, sur le disque à cames lui-même maintenu axialement contre des galets 17 montés dans une cage à ga- lets 18. Du côté des galets 17, le disque à cames 9 pré- sente un chemin de cames 19 qui roule sur les galets 17 lors de l'entraînement en rotation et provoque ainsi un mouvement alternatif de translation en plus de son mouve- ment de rotation. L'entraînement du disque à cames se fait par l'intermédiaire d'un embrayage 20 à partir de l'arbre d'entraînement 21, en synchronisme avec la rotation du mo- teur à combustion interne correspondant. La coupelle à ressort 11 est traversée par une tige de guidage 23 ou fait corps avec celle-ci. La tige de guidage est logée, de l'autre côté de la coupelle à ressort 11 dans le corps 1 de la pompe d'injection de carburant; cette tige coaxiale au ressort de compression 10 vient prendre par son extrémité libre 24 dans une cavité 25 de la patte à ressort en retenant ainsi en rotation la patte à ressort, et en même temps le ressort de compression, dans une position parallèle à l'axe du piston de pompe. Un tiroir annulaire 27 est en outre monté sur la partie du piston de pompe 4 sortant du cylindre 3; ce tiroir annulaire est monté coulissant et rotatif par son alésage 28, avec ajustement étanche sur la surface enve- loppe de la partie du piston de pompe 4 sortant du cylindre de pompe 3. La position du tiroir annulaire est définie par un organe de réglage 29 en prise par une tête 30 dans une cavité correspondante 31 de la surface enveloppe du tiroir annulaire de forme essentiellement cylindrique. L'organe de réglage 29 appartient à un régulateur qui peut être un ré- gulateur classique à entraînement mécanique, hydraulique ou électromagnétique. Ce régulateur n'est pas représenté de manière détaillée. Le tiroir annulaire commande un canal de dé- charge 32 traversant coaxialement le piston de pompe en partant de la face frontale 33 du côté de la chambre active de la pompe, pour rejoindre un perçage radial 34 débouchant dans la surface enveloppe 35 du piston de pompe dans la zone active du tiroir annulaire 27. Le perçage longitudinal du canal de décharge 32 débouche dans un perçage transver- sal 37 dont l'embouchure à la surface enveloppe du piston de pompe sert d'ouverture de distribution. Au cours de la rotation du piston de pompe, successivement au cours des différentes courses de transfert, cette ouverture arrive en communication chaque fois avec l'une des différentes con- duites d'injection 39 réparties régulièrement à la périphé- rie du cylindre de pompe 3. Ces conduites aboutissent à des injecteurs non représentés du moteur à combustion interne. Sous l'action des ressorts de compression 10 dont un seul a été décrit et représenté ci-dessus, le piston de pompe ef- fectue sa course d'aspiration. Les ressorts de compression sont de préférence répartis de façon équiangulaire autour du piston de pompe, pour permettre l'accès de l'organe de réglage 29 au tiroir annulaire et pour solliciter le disque à cames sans créer de couple de basculement. Lorsque le piston 4 de la pompe exécute sa course d'aspiration, la rotation correspondante du piston relie une ou plusieurs rainures d'aspiration 41 partant de la face frontale 33 du piston, avec une conduite d'aspira- tion 42 débouchant au niveau du cylindre de la pompe; cette conduite d'aspiration 42 est alimentée en carburant à partir de la chambre de commande de fin d'injection 7. L'alimentation de la chambre se fait usuellement par une pompe d'alimentation amont non représentée. Après le rem- plissage de la chambre de travail de la pompe, ou la fin de la course d'aspiration, le piston a tourné de façon à in- terrompre la liaison entre les rainures d'aspiration 41 et la conduite d'aspiration 42; le piston peut alors effec- tuer une course de transfert mettant en pression la chambre active de la pompe. Cela se produit dès que le perçage transversal 37 est fermé par le tiroir annulaire, et seule- ment jusqu'à ce que le perçage transversal 37 soit de nou- veau dégagé par le tiroir annulaire. Dans la zone intermédiaire le carburant est transféré à haute pression vers la conduite d'injection chaque fois commandée par l'ouverture de distribution. Après l'ouverture du perçage transversal, la chambre active de la pompe est déchargée pendant la course résiduelle exécutée par le piston, ce qui termine l'injection. La commande de l'injection dépend essentielle- ment de la position du tiroir annulaire qui influence à la fois la quantité injectée et le début de l'injection. Pour cela le régulateur évoqué ci-dessus assure un réglage pré- cis. Mais si le tiroir annulaire est exposé à des forces incontrôlées, impulsionnelles, il peut effectuer des mouve- ments supplémentaires au-delà de la course de réglage, ce qui influence de manière négative le résultat de la com- mande de la quantité injectée. On arrive alors de manière gênante à une dispersion de la mesure des quantités au cours des différentes courses de transfert, si bien que la quantité de carburant variable alimentant ainsi le moteur à combustion interne, provoque un fonctionnement irrégulier et augmente globalement à la fois la consommation de carbu- rant et l'émission de produits polluants. Dans la réalisation selon l'invention, à la fi- gure 2, le tiroir annulaire est protégé des ondes de pres- sion engendrées et circulant dans la chambre de commande de fin d'injection. Pour cela, il est prévu une partie 44 en forme de pot ayant une surface enveloppe 45 entourant le tiroir annulaire avec un volume important correspondant au coulissement axial possible du tiroir, et ayant un fond 46 en regard de la face frontale inférieure du tiroir annu- laire, fond qui est muni d'une découpe centrale 47; le piston de pompe traverse cette découpe centrale. La partie en forme de pot comporte, sur sa face frontale tournée vers la face frontale 12 du corps, deux pattes 48 en saillie, radialement et diamétralement opposées, correspondant à la disposition des ressorts de compression 10 dans la chambre 7. Ces pattes forment une bride venant en appui contre les coupelles à ressort 11 des ressorts de compression 10, et sont maintenues contre celles-ci par les ressorts de com- pression précontraints; chaque bride comporte un orifice 49 pour le passage de la tige de guidage 23. Le diamètre de la partie en forme de pot cor- respond au diamètre du tiroir annulaire; dans l'exemple de réalisation, ce diamètre correspond également essentielle- ment au diamètre du manchon cylindrique 2. Il est important que la partie en forme de pot, à l'état monté, enferme en- tre son fond 46 et la paroi frontale 12 ou la paroi fron- tale du manchon cylindrique 2, un volume 50 découplé de la chambre 7 par des sections de passage. Les ondes de pres- sion créées par le mouvement axial du disque à cames 9 et qui se développent axialement et qui arriveraient sur le tiroir annulaire 27 sont absorbées par la pièce en forme de pot. Même les autres ondes de pression, réfléchies, et qui pourraient agir sur d'autres côtés du tiroir en influencer notamment la position axiale, sont absorbées efficacement par cette pièce en forme de pot. Les sections de passage, par exemple au niveau de la découpe centrale, entre le pis- ton et le bord de la découpe ainsi qu'au niveau de la paroi frontale 12, sont suffisamment grandes pour permettre à la quantité de carburant passant dans le volume 50 à la fin de la course active du piston de pompe, d'arriver dans la chambre de commande 7. Comme le laisse apparaître la vue en coupe de la figure 3, la surface enveloppe 35 comporte en outre une découpe 51 en forme de fente traversée par l'or- gane de réglage 29 et sa tête 30, pour faire coulisser axialement le tiroir annulaire sur le piston de pompe. A cet endroit, on a également des sections de passage ayant un effet de découplage. R E V E N D I C A T I 0 N S 1) Pompe d'injection de carburant comportant un piston de pompe (4) définissant une chambre active (5) dans un cylindre de pompe (3), ce piston étant entraîné suivant un mouvement alternatif combiné à un mouvement de rotation, par un entraînement à cames comportant un disque à cames (9), et le piston comporte un tiroir annulaire (27) monté coulissant et à rotation sur la surface enveloppe (35) du piston (4), par rapport à celui-ci, avec un ajustage étan- che, sur la partie du piston de pompe en saillie du cylin- dre de pompe (3), débouchant dans la chambre de commande de fin d'injection (7) en y étant couplé, par le pied (8) du piston (4), au disque à cames (9), ce tiroir annulaire étant réglable par rapport au piston (4) par un organe de réglage (29) agissant sur le tiroir annulaire et apparte- nant à un régulateur commandant la quantité injectée par la course de transfert du piston (4), tandis que, pour une course de refoulement du piston (4) qui réduit le volume de la chambre active (5), un canal de décharge (32) de la chambre active (5), débouchant à la surface enveloppe (35) du piston par l'intermédiaire d'un perçage radial (34), est commandé dans le sens de l'ouverture, avec avance ou re- tard, par une arête de commande prévue sur le tiroir annu- laire (27), pompe caractérisée par une pièce (44) en forme de pot prévue dans la chambre de commande de fin d'injec- tion (7), cette pièce ayant, dans son fond (46), une dé- coupe centrale (47) traversée par la partie du piston de pompe venant en saillie dans la chambre de commande de fin d'injection (7), de façon que la surface enveloppe (45) de la pièce en forme de pot (44) entoure la périphérie du ti- roir annulaire et que son fond (46) entoure le côté du ti- roir annulaire (27) tourné vers son entraînement à cames, et son bord frontal arrivant jusqu'au boîtier de pompe (12) entourant la sortie du piston de pompe, du côté de la face frontale, en formant un volume (50) recevant le tiroir an- Il nulaire entre la partie (44) en forme de pot et le boîtier (12) de la pompe. 2) Pompe d'injection de carburant selon la re- vendication 1, caractérisée par au moins une bride (48) réalisée sur le bord de la pièce en forme de pot, ayant une ouverture (49) pour le passage d'un élément de fixation (23, 10) pour relier la pièce en forme de pot (44) au boî- tier (12) de la pompe. 3) Pompe d'injection de carburant selon la re- vendication 2, caractérisée en ce que l'élément de fixation est constitué par au moins deux tiges de guidage (23), axiales, recevant chacune une coupelle à ressort (11) ap- pliquée contre le boîtier de pompe (12), pour servir d'ap- pui à un ressort de compression respectif (10), dont l'autre extrémité s'appuie contre le pied (8) du piston de pompe (4), une patte à ressort (14) étant commune aux res- sorts de compression (10), et la bride (48) étant fixée en- tre les ressorts de compression (10) et les coupelles à ressort (11). 4) Pompe d'injection de carburant selon la re- vendication 3, caractérisée en ce que la partie en forme de pot comporte comme bride au moins deux pattes (48) corres- pondant au nombre des ressorts de compression (10), ces pattes étant diamétralement opposées. 5) Pompe d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la surface enveloppe (45) de la partie (44) en forme de pot comporte un orifice de passage (51) traversé par l'organe de réglage (29), pour arriver au tiroir annulaire (27).