Brevet FR2792971A1 — publié le 20001103

Etat de la technique: La présente invention concerne une pompe d'injection pour créer la haute pression du carburant dans des systèmes d'injection de carburant de moteurs à combustion interne, comprenant un piston de pompe mobile alternativement dans un cylindre muni d'un perçage de commande, pour aspirer du carburant d'une chambre d'aspiration vers une chambre à haute pression et lui appliquer une haute pression, le début du transfert de la pompe d'injection étant assuré lors du dé- passement du perçage de commande par une arête de commande supérieure réalisée sur le piston de pompe et tournée vers la chambre haute pression, et la fin du transfert assurée par la pompe d'injection étant définie lors du dépassement du per- çage de commande par une arête de commande inférieure réali- sée sur le piston de pompe du côté opposé à la chambre haute pression. Dans les pompes d'injection de type de série, usuelles, le début du transfert est défini par la fermeture du perçage de commande par une arête de commande de piston située au dessus. Une arête de commande de piston, inclinée, située au-dessus, permet de réguler de manière fixe le début du transfert en tournant le piston de pompe en fonction du mouvement d'une tige de réglage. Dans ce réglage d'injection dépendant de la charge, la course de réglage pour la quantité à injecter et le début de l'injection est ajustée définitive- ment. Ainsi, il est connu qu'un déplacement du début de l'injection vers le point mort haut du piston du moteur se traduit par une réduction significative des émissions NOx. En même temps, cela se traduit par une légère augmentation de la consommation. La présente invention a pour but de développer une pompe d'injection dont on peut régler librement le début du transfert pour deux modes différents de fontionnement du moteur. A cet effet, l'invention concerne une pompe d'injection du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que le cylindre comporte un perçage de commande supplémentaire coopérant avec une entaille de cylindre et une rainure d'arrêt de piston (24) s'étendant sur le piston de pompe à partir d'une arête de commande supérieure dans la direction longitudinale. La fin du transfert assuré par la pompe d'injection est toujours commandée par l'arête de commande inférieure. Le perçage de commande complémentaire permet un second début de transfert. Une fois que l'arête de commande supérieure a coupé le perçage de commande correspondant, le carburant refoulé par le piston de pompe peut encore sortir par le perçage de commande supplémentaire jusqu'à ce que la fin de la rainure d'arrêt du piston ait passé l'arête supé- rieure de l'encoche de cylindre. Un mode de réalisation particulier de l'invention est caractérisé en ce que les deux perçages de commande du cylindre peuvent être reliés entre eux et à la chambre d'aspiration par un distributeur à tiroir à 3/2 voies. On peut commuter du premier au second début de transfert par l'intermédiaire du distributeur à tiroir à 3/2 voies. Cela étend la plage active optimale du moteur à com- bustion interne. Un régulateur peut commuter automatiquement du mode de fonctionnement " faible consommation " au mode de fonctionnement " faibles émissions de NOx ". Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'arête de commande inférieure est inclinée. La forme inclinée de l'arête de commande infé- rieure définissant la fin du transfert présente, par rapport à une arête de commande perpendiculaire à l'axe longitudinal du piston, l'avantage qu'en tournant de manière définie le piston de la pompe, on arrive pour un début de transfert, différent, néanmoins à la même course utile. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans l'unique figure annexée. Celle-ci montre la pompe d'injection en coupe partielle et les autres parties reliées à cette pompe sous la forme d'un schéma très simplifié. La figure unique montre une partie d'un élément 1 d'une pompe d'injection de type série. Un cylindre 2 loge un piston de pompe 3 mobile suivant un mouvement alternatif. Le piston de pompe 3 est entraîné dans le sens du débit par un arbre à cames entraîné par le moteur et le rappel du piston est assuré par un ressort de piston 4. La course du piston de pompe 3 est invariable. On a une possibilité de régler la quantité débitée en modifiant la course utile qui s'obtient en faisant tourner simultanément tous les pistons de pompe à l'aide d'une tige de réglage coulissante. Le piston de pompe 3 parcourt toute la course à chaque rotation et exécute une course d'aspiration et une course de compression. Le dosage de la quantité débitée se fait à l'aide de la commande de l'arête au niveau du piston de pompe 3. Le carburant à débi- ter est fourni par une pompe de préalimentation 6 à partir d'un réservoir de carburant 5 vers un accumulateur 7. Un perçage de commande 8 est prévu transversale- ment à l'axe longitudinal du cylindre 2. L'arête de commande 9, supérieure réalisée sur le piston de pompe 3 coopère avec le perçage de commande 8. L'arête de commande supérieure 9 commande le début du transfert ou alimentation. Lorsque l'arête de commande supérieure 9 a passé l'arête supérieure du perçage de commande 8, le carburant contenu dans la cham- bre à haute pression 30 est mis en pression jusqu'à ce qu'il atteigne une arête de commande inférieure inclinée 10 de l'arête inférieure du perçage de commande 8. L'arête de com- mande inférieure 10 commande la fin du transfert. Lorsqu'une vanne 12 commandée électroniquement par un régulateur 13 s'ouvre, le carburant traverse l'accu- mulateur 7 pour arriver à un distributeur à tiroir à 3/2 voies 16. Lorsque le distributeur à tiroir 16 est fermé, un siège conique 17 formé sur un piston de soupape 14 est tenu en appui contre le corps de soupape par la force de précon- trainte exercée par un ressort 18. Lorsque le distributeur à tiroir 16 à 3/2 voies est fermé, le carburant ne peut arriver d'un perçage de commande 22 supplémentaire dans un perçage d'évacuation 23 relié à la chambre d'aspiration 29. Lorsque la surface 15 du piston de soupape 14 est mise en pression par le carburant, le distributeur à tiroir 16 s'ouvre et le piston 14 vient contre son appui 19. Lorsque le distributeur à tiroir 16 est ouvert, le perçage de commande 22 supplémen- taire est relié par le perçage d'évacuation 23 à la chambre d'aspiration 29. Dans cette situation, le carburant qui se trouve dans la chambre de haute pression 30 peut arriver par une rainure d'arrêt de piston 24 réalisée à la périphérie du piston de pompe 3 dans le perçage de commande supplémentaire et delà le carburant peut passer par le distributeur à tiroir 16 dans le perçage d'évacuation 23 relié à la chambre d'aspiration 29. Une entaille 25 est réalisée dans le cylin- o10 dre 2 au point d'embouchure du perçage de commande supplémen- taire 22. A partir de la rainure d'arrêt de piston 24 le carburant passe par l'entaille de cylindre 25 dans le perçage de commande supplémentaire 22. Une fois que l'extrémité 26 de la rainure d'arrêt 24 a passé l'arête supérieure 27 de l'entaille de cylindre 25, on est au début du transfert. La fin du transfert est commandée par l'arête de commande infé- rieure inclinée 10. Dans son mode de fonctionnement " faible consom- mation " le distributeur à tiroir à 3/2 voies 16 reste fermé grâce au ressort de soupape 18. L'arête de commande 9 située en partie haute du piston de commande 3 assure la commande du début du transfert et l'arête de commande inférieure 10 en définit la fin. Dans le mode de fonctionnement " faible émission NOx ", le piston de soupape 14 du distributeur à 3/2 voies 16 est sollicité par la pression du carburant appliquée contre la face frontale 15 par la vanne 12 dont l'ouverture a été commandée électroniquement. Le piston de soupape 14 est dé- placé jusqu'à ce qu'il soit contre la butée 19. Le siège de soupape 17 s'ouvre ainsi. Le distributeur à 3/2 voies 16 reste également à l'état ouvert par l'équilibre des pres- sions, car les diamètres 20 et 21 du piston de soupape 14 sont de même taille. Le début du transfert par la pompe est commandé dans cette position du piston de soupape 14 par le prolonge- ment de la rainure d'arrêt 24 et de l'entaille dans le cylin- dre 25. Bien que naturellement, l'arête de commande 9 située au dessus ait déjà fermé le perçage de commande 8, le carbu- rant refoulé par le piston de pompe 3 revient à travers les perçages 22, 23 dans la chambre d'aspiration 29 jusqu'à ce que l'extrémité 26 de la rainure d'arrêt de piston 24 dépasse de l'arête supérieure d'entaille 27. La fin du transfert est commandé par l'arête de commande 10 situé en contre bas. Pour le réglage du début du transfert, on fait tourner le piston de pompe 3 de manière appropriée pour obtenir la même course utile malgré le début différent du transfert. Grâce à la simple fonction " fonction de commuta- teur ", on étend la plage de travail optimale de ce moteur Diesel de grandes dimensions. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Pompe d'injection pour créer la haute pression du carbu- rant dans des systèmes d'injection de carburant de moteurs à combustion interne comprenant un piston de pompe (3) mobile alternativement dans un cylindre (2) muni d'un perçage de commande (8) pour aspirer du carburant d'une chambre d'aspiration (29) vers une chambre à haute pression (30) et lui appliquer une haute pression, le début du transfert de la pompe d'injection étant assuré lors du dépassement du perçage de commande (8) par une arête de commande supérieure (9) réa- lisée sur le piston de pompe (3) et tournée vers la chambre haute pression (30), et la fin du transfert assurée par la pompe d'injection étant définie lors du dépassement du per- çage de commande (8) par une arête de commande inférieure (10) réalisée sur le piston de pompe (3), du côté opposé à la chambre haute pression (30), caractérisée en ce que le cylindre (2) comporte un perçage de commande (22) supplé- mentaire coopérant avec une entaille de cylindre (25) et une rainure d'arrêt de piston (24) s'étendant sur le piston de pompe (3) à partir de l'arête de commande supérieure (9) dans la direction longitudinale. 2 ) Pompe d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux perçages de commande (8, 22) du cylindre (2) peuvent être reliés entre eux et à la chambre d'aspiration (29) par un distributeur à tiroir à 3/2 voies (16). 3 ) Pompe d'injection selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que l'arête de commande inférieure (10) est inclinée.