Brevet FR2741393A1 — publié le 19970523

Etat de la technique: L'invention concerne une pompe d'injection de carburant pour des moteurs à combustion interne comportant une pièce montée mobile dans un alésage de corps de pompe, cette pièce ayant dans sa surface-enveloppe, un orifice de sortie qui est alimen- té par une source de haute pression fournissant du carburant à 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 qui est entraîné suivant un mouvement alternatif dans un alésage du boîtier, et en même temps en rotation, de façon que son ouverture de distribution serve de distributeur. Dans cette pompe d'injection de carburant, connue, l'orifice de distribution est couché par rapport à une autre rainure longitudinale dans la surface-enveloppe du piston de pompe, et communique en permanence avec le carburant fourni sous haute pression à l'orifice de distribution. Par cette réa- lisation, dans une position sensiblement diamétralement opposée à l'orifice de distribution, on a une contrainte de pression entre le piston de pompe et l'alésage du boîtier, de sorte que le piston de pompe est chargé régulièrement par des efforts de pression; cela réduit la tendance à l'usure du piston à l'in- térieur de l'alésage du boîtier. Cette rainure supplémentaire communique régulièrement avec les conduites d'injection ne par- ticipant pas à l'injection, et réalise un équilibrage de la pression par une conduite d'injection ouverte en même temps par l'orifice de distribution, entre les conduites en phase d'aspi- ration du piston de pompe. Cette réalisation présente l'inconvénient que, mal- gré un équilibrage des efforts sur le piston de pompe, les rai- nures de grande surface dans l'enveloppe du distributeur ou du piston de pompe entraînent une interruption du film d'huile de graissage qui doit soutenir le piston de pompe au cours de sa rotation dans l'alésage du corps de la pompe d'injection de35 carburant. Avantages de l'invention: La présente a pour but de remédier à ces inconvé- nients et concerne une pompe d'injection de carburant du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que sur la surface- enveloppe de la pièce ou dans la paroi de l'alésage, axialement au voisinage de l'orifice de sortie, il y a au moins une rai- nure annulaire toujours fermée par la paroi de l'alésage de corps de pompe. La pompe d'injection selon l'invention offre l'avantage que la rainure annulaire réalise une liaison entre la zone directement adjacente à l'orifice de sortie de la sur- face-enveloppe de la partie déplacée et de l'alésage du corps, et la partie diamétralement opposée à cette zone. Dans la zone directement adjacente à l'orifice de sortie, dans l'intervalle réduit compris entre la surface-enveloppe de la partie mobile et l'alésage du corps, il règne une pression de carburant éle- vée. Les efforts de pression élevés régnant à cet endroit ainsi que le champ de pression directement au niveau de l'orifice de sortie, appliquent des efforts sur la pièce mobile en direction de sa surface- enveloppe diamétralement opposée. A cet endroit, du fait de l'action de ces forces, l'intervalle résiduel entre la surface-enveloppe et l'alésage du boîtier se réduit, ce qui, dans un cas limite, conduit à ce qu'il n'y ait plus suffisam- ment de carburant lubrifiant entre ces deux surfaces pour per- mettre leur glissement relatif sans provoquer d'incident. Du fait que du carburant peut maintenant arriver de la zone à pression élevée adjacente à l'orifice de sortie, en provenance de la zone comprise entre la surface-enveloppe et l'alésage du boîtier vers le côté opposé, cela assure un équi- librage des pressions ou des efforts; de plus, sur la surface- enveloppe située du côté opposé à l'orifice de sortie, on a suffisamment de carburant pour constituer un coin lubrifiant. Pour cela, il n'est pas nécessaire que les rainures annulaires soient alimentées de façon complémentaire en carburant sous pression à partir d'autres sources de carburant sous pression. Par rapport à la réalisation compliquée selon l'état de la technique, nécessitant la prise en compte précise de la posi- tion angulaire de la rainure supplémentaire dans la surface- enveloppe, en même temps que la surface de la section de cette rainure, il est possible ici, de façon simple, par la réalisa- tion de rainures annulaires prévues à la fois dans la surface- enveloppe de la partie mobile et de manière équivalente dans la surfaceenveloppe intérieure de l'alésage du corps, de réduire considérablement le risque d'incident au niveau de la pompe d'injection de carburant. Aucun perçage supplémentaire n'est nécessaire et les rainures se réalisent d'une manière très sim- ple. Selon un développement de l'invention la pièce est un distributeur entraîné en rotation, ayant comme orifice de sortie un orifice de distributeur alimenté périodiquement en carburant à haute pression et qui au cours de la rotation du distributeur, arrive en communication avec différentes condui- tes d'injection réparties à la périphérie du distributeur et débouchant dans l'alésage, pour transmettre le carburant fourni à haute pression à l'orifice de distributeur, vers un injecteur respectif. Cela concerne avantageusement une application à une pompe d'injection de carburant avec une distribution ayant un distributeur rotatif comme pièce mobile. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, au moins une rainure est prévue sur le côté du distributeur opposé à son entraînement, au niveau de l'inté- rieur de l'alésage du corps de pompe. Ainsi, précisément dans les zones du distributeur qui sont particulièrement exposées au déplacement par rapport à l'axe géométrique du distributeur, on améliore encore les ap- puis selon les caractéristiques principales de l'invention. La réalisation des rainures annulaires selon l'in- vention dans le cas d'un distributeur entraîné uniquement en rotation, est particulièrement avantageuse,car alors la posi- tion des perçages partant de l'alésage du corps de la pompe se définit sans avoir à tenir compte d'une course complémentaire. Au cours de la rotation régulière du distributeur, on peut ain- si, avec un jeu minimum et une étanchéité très poussée à une pression élevée arriver à une pompe d'injection de carburant dont le fonctionnement est optimum. Un exemple de réalisation de l'invention est repré- senté dans l'unique figure du dessin et sera décrit ci-après de manière plus détaillée: Description de l'exemple de réalisation: La figure montre en coupe partielle une pompe d'in- jection distributrice du type à piston radial. Le corps 1 de cette pompe d'injection de carburant est muni d'un alésage 2 en forme de perçage borgne ou de perçage dont un côté est fermé; cet alésage reçoit une pièce mobile ici en rotation et se pré-10 sentant sous la forme d'un distributeur 3. A son extrémité sor- tant de l'alésage 2, le distributeur 3 comporte une collerette 4 munie de perçages de cylindre 5 dirigés radialement par rap- port à l'axe longitudinal du distributeur 3; ces perçages de cylindre guident des pistons de pompe définissant dans la par- tie intérieure des perçages de cylindre, une chambre active de pompe, commune, servant de source de haute pression, d'une ma- nière non détaillée ici. Les pistons de pompe sont guidés de manière étanche par des cames connues en soi, non représentées ici, suivant un mouvement de va-et-vient, par exemple à l'aide20 d'un chemin de cames, annulaire, sur lequel glissent des patins à galets reliés à chaque piston de pompe. L'anneau de cames est dans ce cas un anneau de ca- mes fixe alors que l'entraînement, non représenté ici en dé- tail, du distributeur assure à la fois, par le mouvement de25 rotation du distributeur, le mouvement relatif des patins à ga- lets le long du chemin de cames et ainsi l'entraînement des pistons de pompe. Pour la course de retrait des pistons de pompe, on génère dans la chambre active de la pompe une pres- sion de carburant du niveau de la pression d'injection de car- burant. Le carburant est transmis de la chambre active de la pompe, par une conduite de pression 7 dans le distributeur 3, à un orifice de sortie sous la forme d'un 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'injec- tion 11 partant de l'alésage 2; ces conduites sont reliées à des injecteurs de carburant non représentés en détail, pour in- jecter le carburant ainsi mis à haute pression, dans le moteur à combustion interne. La pression d'injection élevée du carburant est ap- pliquée à l'orifice de distribution 8 pour chaque association à la conduite d'injection respective 11, seulement aussi long- temps qu'une électrovanne commandant l'instant de l'injection et la quantité injectée, est fermée par l'organe d'obturation seul représenté ici. Par cette électrovanne, la conduite de liaison 16 de l'orifice de distributeur 8 est reliée à une chambre de décharge. Lorsque l'électrovanne est ouverte, le carburant refoulé par le piston de pompe 6 arrive plus ou moins sous pression, mais dans tous les cas à une pression inférieure à la pression d'injection, dans la chambre de décharge. Les pompes d'injection de carburant à distributeur de ce type sont par exemple connues selon le document DE-A1-43 39 948. Comme l'orifice de distribution se trouve d'un côté de la surface- enveloppe du distributeur 3 et du fait de l'ajustage extrême- ment précis voulu entre le diamètre du distributeur et celui de l'alésage du corps de pompe 2 pour réaliser une très grande ré- sistance à une pression élevée, on a l'inconvénient que le dis- tributeur entraîné en rotation n'est plus suffisamment alimenté et graissé par du carburant à l'intérieur de l'alésage 2, dans certains cas limites. Le carburant fuit dans l'intervalle com- pris entre la surface-enveloppe 9 et l'alésage 2 du boîtier. Dans certaines limites, pour des pressions élevées, on peut ne plus avoir de coins lubrifiants suffisants entre les pièces mo- biles les unes par rapport aux autres. Dans le dessin, la zone de la sortie de l'orifice de distributeur 8 montre schématique- ment un champ de pression 17.30 Pour résoudre le problème ainsi exposé, la surface- enveloppe du distributeur comporte une ou plusieurs rainures annulaires 18; dans le présent exemple de réalisation, on a deux rainures. Ces rainures de faible profondeur et de faible largeur ont pour fonction de transférer du carburant du champ de pression 17 vers le côté de la surface-enveloppe ou l'inter- valle correspondant entre la surface-enveloppe du distributeur et l'alésage du corps de pompe. Cela entraîne un équilibrage de la pression entre le champ de pression 17 et un champ de con- tre-pression 20 qui s'établit sur le côté opposé, de façon que la pression du côté le plus fortement sollicité du distributeur soit mieux établie et que ce côté reçoive suffisamment de car- burant par les rainures annulaires 18 pour y former un film lu- brifiant ayant pour fonction de soutenir, dans l'alésage 2, le distributeur 3 soumis à l'action des forces latérales. Ces rai- nures garantissent toujours la présence d'un film ininterrompu de carburant entre les deux pièces 2 et 3. Les rainures annulaires sont prévues dans les zones du distributeur 3 qui ne sont traversées par aucun autre per- çage. En particulier, ce moyen qui améliore l'appui du distri- buteur sur son côté opposé au côté d'entraînement ou sur la collerette 4, est prévu à l'intérieur de l'alésage du corps de pompe. Du fait des contraintes du côté de l'entraînement et de l'effet des efforts produits par l'entraînement de pompage du piston de pompe, le distributeur est exposé à des couples de basculement qui se traduisent, par des efforts considérables en particulier à son extrémité située à l'intérieur de l'alésage 2. De ce fait, il est particulièrement intéressant d'améliorer l'appui à cet endroit. A la place des rainures annulaires réalisées dans la surface-enveloppe du distributeur 3, il est naturellement également possible de prévoir des rainures correspondantes dans la paroi intérieure de l'alésage de boîtier. Un autre effet de ce palier amélioré est un meilleur centrage du distributeur dans l'alésage de corps de pompe 2, de sorte que l'intervalle de palier formé entre la surface-enveloppe du distributeur 3 et l'alésage 2 se développe avec une épaisseur régulière sur toute la périphérie, ce qui30 diminue les pertes par fuite ou augmente l'étanchéité à haute pression. La pompe d'injection de carburant ainsi améliorée convient pour travailler à des pressions d'injection plus éle- vées, ce qui en définitive se traduit par une meilleure injec- tion et une diminution des émissions nocives ainsi qu'une35 réduction de la pollution de l'environnement. Cette réalisation crée également moins de risque d'incidents pour des paires de matériaux ayant tendance à se ronger. A l'aide d'un exemple de pompe à distributeur à piston radial, on a exposé ci-dessus un meilleur positionnement de la pièce rotative à savoir le distributeur. Les moyens expo- sés cidessus peuvent également s'appliquer tout aussi bien à5 des pompes d'injection de carburant différentes, comme par exemple des pompes d'injection de carburant à piston à mouve- ment alternatif ou des pompes d'injection de carburant à piston à mouvement alternatif et rotatif simultané. Même pour de tel- les pièces mobiles, on arrive à de meilleures caractéristiques de palier de la pièce en mouvement. R E V E N D I CATIONS 1 ) Pompe d'injection de carburant pour des moteurs à combus- tion interne comportant une pièce (3) montée mobile dans un alésage de corps de pompe (2), cette pièce ayant dans sa sur- face-enveloppe (9), un orifice de sortie (8) qui est alimenté par une source de haute pression fournissant du carburant à haute pression, caractérisée en ce que sur la surface-enveloppe (9) de la pièce (3) ou dans la paroi de l'alésage (2), axialement au voisinage de l'orifice de sor- tie (8), il y a au moins une rainure annulaire (18) toujours fermée par la paroi de l'alésage de corps de pompe. ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce est un distributeur (3) entraîné en rotation, ayant comme orifice de sortie un orifice de distributeur (8) alimenté périodiquement en carburant à haute pression et qui au cours de la rotation du distributeur (3), arrive en communication avec différentes conduites d'injection (11) réparties à la périphé- rie du distributeur et débouchant dans l'alésage (2), pour transmettre le carburant fourni à haute pression à l'orifice de distributeur (8), vers un injecteur respectif. 30) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que au moins une rainure (18) est prévue sur le côté du distribu- teur (3) opposé à son entraînement, au niveau de l'intérieur de l'alésage (2) du corps de pompe. ) Pompe d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le distributeur est exclusivement entraîné en rotation.