Brevet FR2741394A1 — publié le 19970523

I Etat de la technique: L'invention concerne une pompe d'injection de car- burant pour des moteurs à combustion interne comportant une pièce mobile dans un alésage de corps de pompe, et ayant à sa5 surface- enveloppe un orifice de sortie alimenté en carburant à haute pression par une source de haute pression, On connaît déjà une telle pompe d'injection de car- burant selon le document DE-C-24 49 332. Cette pompe comporte un piston entraîné suivant un mouvement de va-et-vient et, en10 même temps, de rotation dans l'alésage du corps de pompe; il sert ainsi de distributeur par son orifice de distribution. Dans le cas de cette pompe d'injection de carbu- rant, connue, le côté opposé à l'orifice de distribution com- porte une rainure longitudinale dans la surface-enveloppe du piston; cette rainure communique en permanence avec le carbu- rant à haute pression fourni à l'orifice de distributeur. Cette réalisation se traduit sensiblement, dans la position diamétralement opposée à l'orifice de distributeur, par une contrainte de pression entre le piston de pompe et l'alésage du boîtier, de sorte que le piston de pompe est char- gé régulièrement par ses efforts de pression et cela réduit la tendance du piston à ronger l'alésage du corps de pompe. Cette rainure supplémentaire arrive régulièrement en communication avec des conduites d'injection qui ne participent pas à l'in- jection, et conduit en même temps, grâce à la conduite d'injec- tion ouverte par l'orifice de distribution, à un équilibrage de la pression entre les conduites au cours de la phase d'aspira- tion du piston de pompe. Cette réalisation présente l'inconvénient que, mal- gré un équilibrage des efforts au niveau du piston de la pompe, les rainures de grande surface réalisées dans la surface- enveloppe du distributeur ou du piston de pompe produisent une interruption du film d'huile de graissage qui pourtant doit porter le piston de pompe au cours de sa rotation dans l'alé- sage du corps de la pompe d'injection de carburant. Avantages de l'invention: La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet une pompe d'injection de carburant correspondant au type défini ci-dessus, caractérisée en ce que la surface-enveloppe de la pièce comporte au moins une surface de compensation de pression reliée à la source de haute pression, surface prévue sur le côté de la surface- enveloppe de la pièce opposé à l'orifice de sortie, et qui est en permanence recouverte par la paroi intérieure de l'alésage du corps de pompe au cours du mouvement de la pièce. Cette pompe offre l'avantage, par rapport à l'état de la technique, d'avoir au moins une surface de compensation de pression dans les zones dans lesquelles la paroi de l'alé- sage du boîtier est interrompue. Dans ces zones, il peut ainsi s'établir un film d'huile continu en formant un coin de grais- sage ayant les meilleures caractéristiques de support. L'ori- fice d'équilibrage de pression chaque fois prévu transmet suffisamment de carburant dans l'intervalle compris entre la surface- enveloppe des pièces mobiles et la paroi intérieure de l'alésage du corps de pompe, pour y établir un champ de pres- sion analogue à celui régnant au voisinage de l'orifice de sor- tie, essentiellement sur le côté opposé de la surface- enveloppe. Le champ de pression ainsi établi évite tout con- tact direct entre la pièce mobile et la paroi de l'alésage du boîtier, car la surface-enveloppe de la pièce en mouvement est maintenant sollicitée régulièrement par les efforts, et régu- lièrement par le carburant sous pression pour graisser la pièce mobile dans l'alésage de corps de pompe et pour cette raison, l'intervalle de palier entre la surface-enveloppe des pièces mobiles et la paroi de l'alésage de boîtier peut être respecté dans la direction périphérique et donner une épaisseur cons-30 tante. Globalement cela se traduit par une plus grande résis- tance à la pression et à des possibilités de charge plus élevées de la pompe d'injection quant à l'amplitude des pres- sions d'injection à générer. La réalisation de telles pressions d'injection élevées se traduit par une optimisation de l'injec- tion, de sorte que les produits d'émission des moteurs à com- bustion interne correspondants peuvent être diminués. L'optimisation du palier ainsi réalisé permet en définitive également l'apairement de matériaux ayant tendance à se ronger mais qui par ailleurs présentent d'autres avantages, car le graissage optimum évite de tels incidents. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention la pièce est un distributeur entraîné en rotation, ayant un orifice de distribution comme orifice de sortie ali- menté périodiquement en carburant à haute pression et qui au cours de la rotation du distributeur communique successivement avec différentes conduites d'injection prévues à la périphérie du distributeur dans l'alésage, pour transmettre le carburant à10 haute pression vers l'orifice de distribution jusqu'à un injec- teur. Il s'agit là d'une application avantageuse à une pompe d'injection à distribution ayant un distributeur rotatif pour pièce mobile. Suivant une autre caractéristique, pour améliorer la charge régulière exercée sur la pièce mobile ou le distribu- teur, on prévoit avantageusement plusieurs surfaces de compen- sation de pression notamment sur le côté opposé à l'entraînement du distributeur et sur le côté opposé à celui du piston de pompe. On réduit ainsi les effets des couples de bas- culement transmis par le moyen d'entraînement au distributeur. Suivant d'autres caractéristiques encore, au moins une surface de compensation de pression est formée par la sor- tie d'un perçage du distributeur relié à un perçage conduisant l'orifice de sortie à partir d'une source de haute pression et25 plusieurs perçages forment plusieurs surfaces de compensation de pression prévues notamment au niveau du côté du distributeur opposé à l'entraînement du distributeur, dans la zone inté- rieure de l'alésage du corps de pompe. Les perçages sont situés dans un plan axial commun à l'orifice de distribution passant par l'axe du distributeur, et sont ainsi situés notamment de manière symétrique par rapport à un plan radial du distributeur passant par l'orifice de distribution. Description de l'exemple de réalisation: Une pompe d'injection à distribution est représen- tée en coupe partielle sur la figure unique annexée, dans le cas d'une pompe à distributeur à piston radial. Selon la figure, le corps 1 de la pompe d'injection de carburant est muni d'un alésage 2 en forme de perçage borgne ou de perçage fermé d'un côté, qui reçoit comme pièce mobile un distributeur 3; dans le cas présent, ce distributeur est monté rotatif. A son extrémité sortant de l'alésage 2, le distribu- teur 3 est muni d'une collerette 4 ayant des perçages de cylin-5 dre 5 dirigés radialement par rapport à l'axe longitudinal du distributeur 3; ces perçages guident en coulissement des pis- tons de pompe définissant, dans la partie intérieure des perça- ges de cylindre, une chambre de pompe active, commune servant de source haute pression et qui ne sera pas détaillée ici. Les10 pistons de pompe sont guidés de manière étanche en coulissement par des moyens de cames, connus en soi et donc non représentés, qui leur font effectuer un mouvement de va-et-vient, par exem- ple à l'aide d'un chemin de cames annulaire sur lequel glissent des patins à galet reliés chacun à un piston de pompe.15 L'anneau à cames est dans ce cas un anneau fixe alors que l'entraînement non représenté en détail du distribu- teur assure, par le mouvement de rotation du distributeur, le mouvement relatif des patins à galet le long du chemin de cames et servent ainsi à l'entraînement des pistons de pompe. Pour la course de retrait des pistons de pompe, la chambre active de la pompe génère du carburant sous une pression élevée comme celle de la pression d'injection. Le carburant est transmis de la chambre active de la pompe par la conduite de pression 7 du distributeur 3 à un orifice de sortie en forme d'orifice de distributeur 8 dans la surface-enveloppe 9 du distributeur. Au niveau de l'embouchure de l'orifice de distributeur dans la surface- enveloppe, le corps de pompe 1 comporte des conduites d'injection 11 partant du perçage de bottier 2 et qui condui- sent par des moyens non représentés ici, à des injecteurs de carburant; ces injecteurs injectent le carburant amené à pres- sion élevée dans le cas d'un moteur à combustion interne. La pression d'injection de carburant, élevée, est appliquée à l'orifice de distribution 8 en fonction de l'asso- ciation à la conduite d'injection de carburant 11 respective, aussi longtemps qu'une électrovanne commandant l'instant d'in- jection et la quantité à injecter est fermée; seul l'organe d'obturation 15 de cette électrovanne est représenté ici. Cette électrovanne assure la liaison entre une conduite 16 au niveau de l'orifice de distribution 8, et la chambre de décharge. Lorsque l'électrovanne est ouverte, le carburant refoulé par le piston de pompe 8 qui est à une pression plus ou moins élevée mais dans tous les cas à un niveau en dessous de la pression5 d'injection, arrive dans la chambre de décharge. On connaît des pompes d'injection distributrices de ce type selon le document DE-A1-43 39 948. Comme l'orifice de distribution est situé d'un côté de la surface-enveloppe 9 du distributeur 3 et que l'on a un ajustage intentionnellement très précis entre le diamètre du10 distributeur et celui de l'alésage 2 du corps de pompe pour ar- river à une très grande résistance à la pression, on a l'incon- vénient que le distributeur entraîné en rotation ne soit plus alimenté ni graissé dans une situation limite, avec suffisam- ment de carburant à l'intérieur de l'alésage 2. Le carburant fuit par l'intervalle entre la surface-enveloppe 9 et l'alésage 2 du corps de pompe. Pour des pressions élevées, dans un cas limite, on peut ne plus avoir de coins lubrifiants suffisants entre les pièces en mouvement relatif. Dans le dessin, la zone de sortie de l'orifice de distribution 8 montre schématiquement un champ de pression 17. Pour résoudre le problème exposé ci-dessus, on mu- nit la surfaceenveloppe du distributeur, d'une surface de pression 19 supplémentaire. Pour cela, on réalise, dans le dis- tributeur, des perçages 21, 22 reliés en permanence à la con-25 duite de pression 7 et qui débouchent au niveau de la surface de pression 19. De façon avantageuse, les perçages 21, 22 par- tent d'une chambre de pression 24 dans laquelle débouche la conduite de liaison 16 en amont de l'organe d'obturation 15 de l'électrovanne. Cette réalisation permet d'établir un champ de contre-pression dans la zone de la surface de pression 19, pra- tiquement diamétralement opposée au champ de pression 17 asso- cié à l'orifice de distribution. Dans l'exemple de réalisation, on a prévu deux per- çages 21, 22 qui sont situés de manière symétrique par rapport au plan radial dans lequel débouche l'orifice de distribution 8 au niveau de la surface-enveloppe. L'important est que les per- çages 21, 22 débouchent chaque fois dans une zone de la sur- face-enveloppe du distributeur ou de la paroi intérieure de l'alésage 2 du corps de pompe dans laquelle l'alésage, dans toute la zone de recouvrement, est ininterrompu par les sorties des perçages 21. On oppose ainsi au champ de pression 17 chaque fois un champ de contre- pression diamétralement opposé, de sorte que le distributeur est chargé régulièrement et qu'aux moments importants, il est chargé librement par ces champs de pression. On peut ainsi établir un centrage optimum du distri- buteur dans l'alésage du corps de pompe, et on conserve un film lubrifiant continu entre la surface-enveloppe et l'alésage du10 corps de pompe. Les perçages 21 et 22 réalisent ainsi une ali- mentation optimale de l'intervalle entre la surface-enveloppe 9 du distributeur et l'alésage 2, par du carburant lubrifiant. A la place du dispositif représenté ici, dans le- quel l'orifice de distribution 8 et les surfaces de pression 19 sont situés dans un plan longitudinal commun passant par l'axe du distributeur, on peut également prévoir une disposition avec un seul perçage dans le cas o les conditions de charge le per- mettent. La sortie de ce perçage est alors placée aussi près que possible axialement par rapport au plan radial de la sortie20 de l'orifice de distribution. Suivant une autre variante, il est également possi- ble, en plus de la réalisation selon l'exemple ou encore en remplacement de celui-ci, d'avoir plusieurs perçages répartis à la périphérie dans un plan radial, pour une répartition régu-25 lière des forces et des pressions sur le distributeur, en par- ticulier dans la phase de transfert à haute pression du piston de pompe. Le choix du nombre de perçages de sortie et de la surface d'embouchure de ces perçages, permet une adaptation op- timale du bilan des forces agissant sur le distributeur. Un autre effet de cet appui amélioré est une réduc- tion des pertes et une augmentation de l'étanchéité à haute pression. La pompe d'injection de carburant ainsi perfectionnée convient pour des pressions d'injection de carburant plus éle- vées, ce qui finalement se traduit par une meilleure injection et une réduction des émissions polluantes, et ainsi une pollu- tion plus faible de l'environnement. De plus, les paires de ma- tières qui ont tendance à se ronger sont moins sollicitées par cette réalisation. A l'aide d'un exemple d'une pompe de distribution à piston radial, on a présenté le montage amélioré d'une pièce rotative à savoir le distributeur. Les moyens prévus ici peu- vent tout aussi bien s'adapter à d'autres pompes d'injection de carburant, comme par exemple des pompes d'injection à piston à mouvement alternatif, ou des pompes d'injection à piston à mou- vement alternatif combinées à un mouvement de rotation. Même pour de telles pièces en mouvement, on arrive à de meilleures caractéristiques de positionnement. REVEND I C A T IONS ) Pompe d'injection de carburant pour des moteurs à combus- tion interne comportant une pièce (3) mobile dans un alésage de corps de pompe (2), et ayant à sa surface-enveloppe (9) un ori- fice de sortie (8) alimenté en carburant à haute pression par une source de haute pression, caractérisée en ce que la surface-enveloppe (9) de la pièce (3) comporte au moins une surface de compensation de pression (19) reliée à la source de haute pression, surface prévue sur le côté de la surface- enveloppe (9) de la pièce (3) opposé à l'orifice de sortie (8), et qui est en permanence recouverte par la paroi intérieure de l'alésage (2) du corps de pompe au cours du mouvement de la pièce (3). ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce est un distributeur (3) entraîné en rotation, ayant un orifice de distribution (8) comme orifice de sortie alimenté périodiquement en carburant à haute pression et qui au cours de la rotation du distributeur (3) communique successivement avec différentes conduites d'injection (11) prévues à la périphérie du distributeur (3) dans l'alésage (2), pour transmettre le carburant à haute pression vers l'orifice de distribution (8) jusqu'à un injecteur. 3 ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication i ou 2, caractérisée en ce que au moins une surface de compensation de pression (19) est for- mée par la sortie d'un perçage (21, 22) du distributeur (3) re- lié à un perçage (7) conduisant l'orifice de sortie à partir d'une source de haute pression. 4 ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 3, caractérisée en ce que plusieurs perçages forment plusieurs surfaces de compensation de pression (19) prévues notamment au niveau du côté du distri- buteur opposé à l'entraînement du distributeur (3), dans la zone intérieure de l'alésage (2) du corps de pompe. ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 4, caractérisée en ce que les perçages (21, 22) sont situés dans un plan axial commun à l'orifice de distribution (8) passant par l'axe du distribu- teur, et sont ainsi situés notamment de manière symétrique par rapport à un plan radial du distributeur (3) passant par l'ori-10 fice de distribution (8).