Brevet FR2737258A1 — publié le 19970131

Etat de la technique L'invention concerne une pompe à carburant pour un moteur à combustion interne à deux temps, comprenant un carter de vilebrequin auquel est relié au moins un cylindre pour la5 chambre de combustion, équipé d'un injecteur, d'un orifice d'admission d'air et d'un orifice d'échappement de gaz ainsi que d'un canal d'aspiration d'air relié à l'orifice d'admission d'air, ce canal étant équipé d'un papillon d'étranglement, ain- si qu'une chambre de pompe réalisée dans un carter de pompe,10 cette chambre étant reliée par une soupape d'admission à une arrivée de carburant et par une soupape d'échappement à un aju- tage pour la conduite reliée à l'injecteur ainsi qu'un piston de pompe délimitant la chambre de pompe, ce piston de pompe ef- fectuant un mouvement axial pour une course de transfert et une course d'aspiration. Des pompes de carburant connues correspondant à ce type (DE 41 25 593 Al) pour des moteurs à deux temps de machi- nes portées à la main comme des tronçonneuses ou machines ana- logues, comprennent un piston de pompe pneumatique entraîné par la pression régnant dans le carter de vilebrequin du moteur à deux temps, contre la force de rappel d'un ressort de pompe, pour la course de transfert; le ressort de pompe est formé d'un paquet de ressorts à lames composé de deux ressorts à lame bombée; par leurs deux extrémités ces ressorts à lame s'appuient dans des paliers du carter de la pompe et au milieu, au niveau de leur courbure maximale; ces ressorts s'appuient contre le piston de la pompe. Au moins un appui est tenu cou- lissant transversalement à la direction de déplacement du pis- ton de la pompe dans le carter de la pompe; il peut être déplacé par une vis de réglage se commandant à la main. Cela permet de modifier la force de rappel du paquet des ressorts à lame. Les différents ressorts à lame du paquet sont réglés pour que dans une première plage de la course du piston de pompe, un seul ressort à lame agit; dans une seconde plage de course du piston, le second ressort à lame agit sans complément. Les for- ces de manoeuvre nécessaires au piston de pompe augmentent ain- si avec sa course, d'une manière non linéaire mais suivant une courbe caractéristique ayant un coude; la course du piston de pompe est adaptée à la courbe caractéristique de la position du papillon d'étranglement dans le canal d'aspiration d'air. Dans la plage inférieure de charge du moteur à deux temps, cela rè- gle ainsi un mélange plus riche que dans la plage supérieure de charge ou plage de charge maximale dans laquelle se règle un mélange plus pauvre. Une telle adaptation de la quantité de carburant injectée à la quantité d'air comburant fournie par le carter de vilebrequin à la chambre de combustion du moteur à combustion interne est d'une construction très compliquée et nécessite un ajustage relativement précis. La courbe caractéristique une fois réglée est définitive et ne peut être modifiée que dans certaines limites, par la vis de réglage; cela nécessite à son tour une opération de réglage très délicate. En outre, la pres- sion d'injection de carburant dans la chambre de combustion change avec la charge variable du moteur à deux temps. Avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet une pompe de carburant du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que pour doser la quantité de carburant fournie par le piston de pompe à travers la soupape de sortie, il est prévu une butée limitant la course d'aspiration du piston de pompe, dont la position relative par rapport au point mort bas du piston de pompe est commandée sui- vant les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne à deux temps. Cette pompe présente l'avantage d'être d'une cons- truction très simple et ainsi peu coûteuse à fabriquer ce qui est la première règle pour son application à des outils porta- tifs, guidés à la main. Le dosage du carburant est souple et s'adapte automatiquement aux paramètres de fonctionnement va- riables du moteur à combustion interne à deux temps. Le dosage du carburant est de ce fait beaucoup plus précis et la quantité de carburant dosée est injectée à une pression toujours cons- tante dans la chambre de combustion du cylindre de combustion; si bien que la même bonne répartition du carburant est garantie dans toutes les conditions de fonctionnement du moteur à com- bustion interne. Suivant un autre développement avantageux de l'invention, la butée du piston à mouvement linéaire est formée par la périphérie extérieure d'une came à excentrique montée à rotation sur la face frontale opposée à la chambre de pompe du piston dans le carter de la pompe, de manière à tourner autour d'un axe de rotation transversal à la direction de déplacement du piston de pompe. La came à excentrique est solidaire en ro- tation d'un axe monté à rotation dans le carter de la pompe et sur lequel agit solidairement en rotation, un levier de réglage couplé à un mécanisme de réglage. Selon une variante de réalisation de l'invention, la butée est formée par la face frontale d'un piston de réglage qui est coulissant coaxialement à la direction de déplacement du piston dans le boîtier de la pompe, sur la face frontale du piston du côté opposé à la chambre de la pompe. Le piston de réglage est de préférence vissé par un filetage extérieur dans un taraudage réalisé dans le carter de la pompe et l'extrémité libre du piston de réglage, en saillie du carter de la pompe porte un levier de réglage transversal couplé à un mécanisme de réglage. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le mécanisme de réglage utilisé est le volet d'étranglement du canal d'aspiration ouvert du moteur à combus- tion interne à deux temps, pour que la course d'aspiration du piston de pompe et ainsi la quantité de carburant dosée pour l'injection par le piston de pompe dépendent directement de la position du papillon d'étranglement et se règlent ainsi tou- jours en fonction de l'air comburant alimentant la chambre de combustion du cylindre de combustion. Suivant une variante de réalisation, le mécanisme de réglage peut également être constitué par un moyen de ré- glage électrique commandé à partir d'un champ de caractéristi- ques. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - la butée est formée par la périphérie d'une came à excentri- que montée dans le carter de pompe du côté du piston de pompe opposé à la chambre de pompe, cette came étant montée à rota- tion sur un axe aligné transversalement à la direction de mouvement du piston de pompe, - la came présente un contour extérieur elliptique ou arrondi d'une manière curviligne, - la came est solidaire en rotation d'un axe tournant monté dans le carter de pompe, et cet axe porte solidairement un levier de réglage relié à un mécanisme de réglage, - la butée est formée par une face d'un piston de réglage cou- lissant coaxialement à la direction de déplacement du piston de pompe dans le carter de pompe du côté du piston de pompe opposé à celui de la chambre de pompe, - le piston de réglage est vissé par un filetage extérieur dans un filetage intérieur réalisé dans le carter de pompe et l'extrémité du piston de réglage en saillie du carter de pompe porte un levier de réglage couplé à un mécanisme de ré- glage, - le mécanisme de réglage est couplé au papillon d'étranglement du canal d'aspiration d'air du moteur à combustion interne à deux temps, - le piston de pompe est entraîné pneumatiquement et le carter de pompe comporte une chambre active reliée au carter de vi- lebrequin du moteur à combustion interne à deux temps, cette chambre active étant délimitée par une membrane fixée au pis- ton de pompe, un ressort de pompe entraînant le piston de pompe pour la course d'aspiration, - le piston de pompe est entraîné de manière électromagnétique et son extrémité libre opposée à celle de la chambre active est reliée solidairement à l'induit d'un électroaimant. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion interne à deux temps avec une pompe de carburant coupée lon- gitudinalement, - la figure 2 est une coupe longitudinale de la pompe de carbu- rant de la figure 1, dans sa réalisation, - la figure 3 est une vue schématique d'une pompe de carburant correspondant à un autre exemple de réalisation, - la figure 4 est une coupe longitudinale de la pompe de carbu- rant selon sa construction correspondant à la figure 3. Description des exemples de réalisation Le moteur à combustion interne à deux temps repré- senté schématiquement en coupe longitudinale à la figure 1, comporte comme cela est connu, un carter de vilebrequin 10 muni d'au moins un cylindre 11 formant la chambre de combustion et guidant axialement un piston 12 dont la face frontale délimite une chambre de combustion 13. Au niveau de la chambre de com- bustion 13, le cylindre 11 est équipé d'un dispositif d'injection; dans le cas présent ce dispositif est formé par un injecteur 14 pour injecter du carburant dans la chambre de combustion 13. Un orifice d'admission d'air 15 est prévu dans le cylindre 11 ainsi qu'un orifice d'échappement 16; au cours du mouvement de translation axial du piston 12, ces orifices sont ouverts et fermés alternativement par le piston. Un canal d'aspiration ouvert 17 équipé d'un volet d'étranglement 18 est relié à l'orifice d'admission 15; ce volet commande l'air com- burant alimentant la chambre de combustion 13. Le mouvement de translation du piston 12 est transformé par une bielle 19 en un mouvement de rotation d'un vilebrequin 20 logé dans le carter de vilebrequin 10. Le volume intérieur 21 du carter 10 est re- lié à la chambre de combustion 13 par un canal de dérivation non représenté ici, pour que l'air comburant qui passe par l'orifice d'admission 15 dans la chambre 21 du carter de vile- brequin 10 au cours du mouvement ascendant du piston 12 soit refoulé par le canal de dérivation dans la chambre de combus- tion 13 au cours du mouvement de descente du piston 12. Une pompe à carburant 22 est reliée à l'injecteur 14. Cette pompe comprend une chambre de pompe 24 réalisée dans un carter de pompe 23; cette chambre 24 est reliée par une soupape d'entrée 25 à une alimentation en carburant 26 et par une soupape de sortie 27 à un ajutage 28 de la conduite 29 re- liée à l'injecteur 14. La soupape d'entrée et la soupape de sortie 25, 26 sont constituées chacune par un clapet antire- tour. L'alimentation en carburant 26 est reliée d'un côté à un second ajutage 30 pour une pompe de transfert 31 et d'autre part à un ajutage 33 d'une conduite de retour 34 par un clapet de retenue 32. La pompe de transfert 31 fournit le carburant pris du réservoir 35 par un autre clapet antiretour 36 à l'ajutage 30 de la pompe à carburant 22; le carburant est transféré en retour par le clapet de retenue 32 vers le réser- voir 35 suivant un circuit. La chambre de pompe 24 est délimitée par la face frontale d'un piston 37 guidé en coulissement axial dans le carter de pompe 23. Pour effectuer son mouvement de pompage, il est entraîné pneumatiquement pour la course de transfert et d'aspiration. La course de transfert se fait contre la force d'un ressort de pompe 38 constitué par un ressort hélicoïdal de compression; ce ressort rappel le piston de pompe 37 au cours de la course d'aspiration jusqu'à son point mort bas. Pour as- surer l'entraînement pneumatique, on a formé dans le carter de pompe 23, une chambre active 39 délimitée d'un côté par une membrane 40 et raccordée par une conduite d'air 41 au volume intérieur 21 du carter de vilebrequin 10. Le piston 37 de la pompe est fixé au milieu de la membrane 40. Au cours du mouvement de descente du piston 12 dans le cylindre 11, la pression augmente dans la chambre 21 du car- ter de vilebrequin 10 (surpression), pour diminuer de nouveau jusqu'à un niveau de dépression au cours du mouvement de remon- tée du piston 12. Ces variations de pression sont transmises par la conduite d'air 41 à la chambre active 39 de la pompe à carburant 22 produisant le mouvement du piston de pompe 37. Pour un dosage très précis de la quantité de carbu- rant fournie par la pompe à carburant 22 pour être injectée dans la chambre de combustion 13 par l'injecteur 14, quantité qui doit être dans un rapport déterminé avec l'air comburant alimentant la chambre de combustion 13, il est prévu une butée 42. Cette butée délimite la course d'aspiration du piston de pompe 37. La position relative de la butée par rapport au point mort bas du piston 37 de la pompe se commande selon les paramè- tres de fonctionnement du moteur à combustion interne à deux temps; il s'agit ici de la position du volet d'étranglement 18 dans le canal d'aspiration d'air 17. Dans l'exemple de réalisa- tion de la pompe à carburant 22 selon la figure 1, la membrane est munie en son milieu d'un élément de rigidification 43 s'appliquant contre la butée 42 lorsque le piston de pompe 37 est son point mort bas; la butée est formée dans ce cas par la périphérie d'une came 44. La came a soit un contour elliptique et elle est montée en son centre, soit un contour circulaire et elle est montée décentrée. Le montage se fait sur un axe de rotation 45 aligné transversalement à la direction de déplacement du piston de pompe 37; la came 44 est montée solidairement en rotation sur un axe de rotation non représenté ici dans le carter de pompe 23; cet axe porte solidairement un levier de réglage 46 (figure 2). Le levier de réglage 46 est couplé au papillon d'étranglement 18 par une tringlerie non représentée ici pour effectuer un mouvement de pivotement désigné par la flèche 47 à la figure 2 lorsque le papillon d'étranglement 18 est déplacé. Ce mouvement de pivotement fait tourner la came 44 et déplace la butée 42 dans la course du piston 37 pour la soulever plus ou moins; cela diminue ou augmente la course d'aspiration du piston de pompe 37 et donne ainsi une quantité de carburant plus ou moins grande aspirée par le piston 37 dans la chambre de pompe 24. Dans la réalisation de la pompe à carburant selon la figure 2, entre l'élément de rigidification 43 fixé solidai- rement sur une face du piston de pompe 37, sur la membrane 40 et la came 44, il est prévu une tige de liaison 48 coulissant axialement dans le carter de pompe 23. Le ressort de pompe 38 maintient ainsi le piston de pompe 37 et la tige de liaison 48 en appui par la force contre la périphérie de la came 44. Le schéma par blocs de la figure 3 et la coupe lon- gitudinale d'un exemple de réalisation d'une pompe de carburant 22 selon la figure 4 se distinguent de la pompe à carburant dé- crite ci-dessus uniquement en ce que le piston de pompe 37 n'est pas entraîné pneumatiquement mais de manière électroma- gnétique. Dans la mesure o les éléments sont les mêmes aux fi- gures 3 et 4 qu'aux figures 1 et 2, ils portent les mêmes références. Un électroaimant 50 est monté coaxialement au pis- ton de pompe 37 dans le carter de pompe 23 pour l'entraînement électromagnétique du piston 37; cet électroaimant comporte comme cela est connu de manière générale, un boîtier d'aimant 51, une bobine d'excitation 52 et un induit 53. L'induit 53 est monté solidairement sur l'extrémité du piston de pompe 37 oppo- sé à la chambre de pompe 24 et s'appuie par le ressort de pompe 38 contre le carter de pompe 23. La butée 42 limitant la course d'aspiration du piston 37 de la pompe est formée ici par la face frontale d'un piston de réglage 54; ce piston 54 est mon- té coaxialement au piston de pompe 37, au niveau de sa face op- posée à celle tournée vers la chambre active 24 de la pompe. Ce piston peut coulisser axialement. Le piston de réglage 54 est vissé par un filetage extérieur 55 dans un filtrage intérieur 56 du carter de pompe 23. A son extrémité libre en saillie par rapport au carter 23, le piston de réglage 54 est muni d'un levier de ré- glage 57 à l'équerre; ce levier est couplé à un mécanisme de réglage. Comme cela a été décrit à propos des figures 1 et 2, le mécanisme de réglage peut être un mécanisme de réglage élec- trique avec commande suivant les courbes caractéristiques ou encore le volet d'étranglement équipant l'ajutage d'aspiration d'air du moteur à combustion interne à deux temps. En pivotant le levier de réglage 57 vers le plan du dessin ou s'écartant du plan du dessin, on rapproche ou on écarte le piston de réglage 54, dans la direction axiale par rapport au piston de pompe 37; cela modifie la position relative du point mort bas du piston de pompe 37 et ainsi la course du piston 37 au cours de la phase d'aspiration ce qui change la quantité de carburant aspirée. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Pompe à carburant pour un moteur à combustion interne à deux temps, comprenant un carter de vilebrequin (10) auquel est relié au moins un cylindre (11) pour la chambre de combustion, équipé d'un injecteur (14), d'un orifice d'admission d'air et d'un orifice d'échappement de gaz (15, 16) ainsi que d'un canal d'aspiration d'air (17) relié à l'orifice d'admission d'air (15), ce canal étant équipé d'un papillon d'étranglement (18), ainsi qu'une chambre de pompe (24) réalisée dans un carter de pompe (23), cette chambre étant reliée par une soupape d'admission (25) à une arrivée de carburant (26) et par une soupape d'échappement (27) à un ajutage (28) pour la conduite (29) reliée à l'injecteur (14) ainsi qu'un piston de pompe (37) délimitant la chambre de pompe (24), ce piston de pompe effec- tuant un mouvement axial pour une course de transfert et une course d'aspiration, caractérisée en ce que pour doser la quantité de carburant fournie par le piston de pompe (37) à travers la soupape de sortie (27), il est prévu une butée (42) limitant la course d'aspiration du piston de pompe (37), dont la position relative par rapport au point mort bas du piston de pompe (37) est commandée suivant les paramè- tres de fonctionnement du moteur à combustion interne à deux temps.25 2 ) Pompe à carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que la butée (42) est formée par la périphérie d'une came à excen- trique (44) montée dans le carter de pompe (23) du côté du pis- ton de pompe (37) opposé à la chambre de pompe (24), cette came étant montée à rotation sur un axe (45) aligné transversalement à la direction de mouvement du piston de pompe (37). 3 ) Pompe à carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que la came (44) présente un contour extérieur elliptique ou arron- di d'une manière curviligne. 4 ) Pompe à carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la came (44) est solidaire en rotation d'un axe tournant monté dans le carter de pompe (23), et cet axe porte solidairement un levier de réglage (46) relié à un mécanisme de réglage. ) Pompe à carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que la butée (42) est formée par une face d'un piston de réglage (54) coulissant coaxialement à la direction de déplacement du piston de pompe (37) dans le carter de pompe (23) du côté du piston de pompe (37) opposé à celui de la chambre de pompe (24). 6 ) Pompe à carburant selon la revendication 5, caractérisée en ce que le piston de réglage (54) est vissé par un filetage extérieur (55) dans un filetage intérieur (56) réalisé dans le carter de pompe (23) et l'extrémité du piston de réglage en saillie du carter de pompe (23) porte un levier de réglage (57) couplé à un mécanisme de réglage. 7 ) Pompe à carburant selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le mécanisme de réglage est couplé au papillon d'étranglement (18) du canal d'aspiration d'air (17) du moteur à combustion interne à deux temps. 8 ) Pompe à carburant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le piston de pompe (37) est entraîné pneumatiquement et le car- ter de pompe (23) comporte une chambre active (39) reliée au carter de vilebrequin (10) du moteur à combustion interne à deux temps, cette chambre active étant délimitée par une mem- brane (40) fixée au piston de pompe (37), un ressort de pompe (38) entraînant le piston de pompe (37) pour la course d'aspiration. l1 9 ) Pompe à carburant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le piston de pompe (37) est entraîné de manière électromagnéti- que et son extrémité libre opposée à celle de la chambre active5 (39) est reliée solidairement à l'induit (53) d'un électroai- mant (50).