Brevet FR3020095A1 — publié le 20151023

Pompe d'injection de carburant à pièce de blocage en rotation et de lubrification du poussoir Domaine technique de l'invention L'invention concerne une pompe d'injection de carburant, notamment à haute pression, dans le cadre d'application lié à un moteur à combustion interne, notamment pour un moteur de véhicule automobile. La pompe d'injection comprend d'une part un poussoir incluant un corps de poussoir et un rouleau monté à rotation sur le corps de poussoir et apte à coopérer avec une came solidaire d'un arbre rotatif du moteur pour induire un déplacement en translation du poussoir, d'autre part un carter de guidage guidant le corps de poussoir durant le déplacement en translation du poussoir destiné à être induit par la came. L'invention a pour objet également un système, notamment un moteur à combustion interne ou un véhicule automobile, incluant une telle pompe 20 d'injection. État de la technique Dans le domaine de telles pompes d'injection de carburant, la came est 25 solidaire d'un arbre à came ou d'un vilebrequin, ou tout autre axe rotatif destiné à assurer, entre autres, une fonction d'actionnement de la pompe d'injection pour la stratégie de mise en oeuvre et de pilotage de l'injection du carburant nécessaire au fonctionnement du moteur à combustion interne. 30 Le carter de guidage est quant à lui formé par le carter cylindre du bloc moteur ou par un corps de pompe rapporté au bloc moteur. Le carburant à injecter peut notamment être du gasoil, par exemple à des fins d'utilisation dans le cadre du domaine des véhicules automobiles. Le poussoir comprend à une première extrémité le rouleau, tandis que son extrémité opposée, suivant la direction dans laquelle se pratique le déplacement de translation aller-retour du poussoir, comprend des éléments dédiés à la mise en pression du carburant. La vitesse de rotation du rouleau est importante et il est nécessaire de prévoir une lubrification efficace du palier disposé entre le rouleau et son axe de montage relativement au corps de poussoir. Pour son fonctionnement, la pompe d'injection doit aussi comprendre des éléments de lubrification assurant une lubrification efficace du contact glissant entre le carter de guidage et le corps de poussoir et du contact mécanique entre la came et le rouleau. D'autre part, elle doit comprendre des éléments de blocage en rotation du corps de poussoir par rapport au carter de guidage. Le document US2006110273 décrit une solution dans laquelle la fonction de blocage en rotation du poussoir et la fonction de lubrification de ces deux zones nécessitent la mise en oeuvre d'usinages spécifiques qui 25 occupent un encombrement global important. Objet de l'invention Le but de la présente invention est de proposer une pompe d'injection qui 30 remédie aux inconvénients listés ci-dessus. Notamment, un objet de l'invention est de fournir une pompe d'injection de carburant qui soit simple et peu encombrante, tout en étant efficace et robuste. Cet objet peut être atteint grâce à une pompe d'injection de carburant, notamment à haute pression, pour moteur à combustion interne, notamment moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant d'une part un poussoir incluant un corps de poussoir et un rouleau monté à rotation sur le corps de poussoir et apte à coopérer avec une came solidaire d'un arbre rotatif du moteur pour induire un déplacement en translation du poussoir, d'autre part un carter de guidage guidant le corps de poussoir durant le déplacement en translation du poussoir destiné à être induit par la came, comprenant une pièce d'alimentation de l'intérieur du carter de guidage en un fluide lubrifiant, ladite pièce étant apte à coopérer avec le corps du poussoir pour supprimer le degré de liberté en rotation du poussoir autour de l'axe de translation suivant lequel le déplacement en translation du poussoir se pratique. Préférentiellement, la pièce bloque le corps de poussoir en rotation quelle que soit la position occupée par le poussoir durant son déplacement en translation par rapport au carter de guidage. La pièce peut comprendre une première partie traversant localement l'épaisseur d'une paroi du carter de guidage pour assurer une communication fluidique de l'extérieur du carter de guidage vers l'intérieur du carter de guidage pour le fluide lubrifiant et une deuxième partie disposée en saillie du carter de guidage à l'intérieur du carter de guidage et pénétrant au moins partiellement dans une cavité ménagée dans le corps de poussoir. La cavité ménagée dans le corps de poussoir peut se présenter sous la forme d'une rainure ou d'une gorge dirigée parallèlement audit axe de translation. La première partie et la deuxième partie de la pièce délimitent intérieurement de préférence un conduit d'alimentation pour le fluide lubrifiant débouchant vers l'extérieur du carter de guidage et débouchant, au niveau de la deuxième partie de la pièce, vers l'intérieur de la cavité ménagée dans le corps de poussoir, permettant d'éjecter le fluide lubrifiant amené par le conduit d'alimentation au moins partiellement dans la cavité ménagée dans le corps de poussoir. La cavité peut être ménagée dans une face externe de guidage du corps de poussoir coopérant par contact glissant avec une face interne de guidage du carter de guidage, la deuxième partie de la pièce étant en saillie par rapport à la face interne de guidage du carter de guidage, de sorte que le fluide lubrifiant alimenté par la pièce lubrifie au moins partiellement lesdites faces interne et externe de guidage durant leur glissement relatif. La cavité ménagée dans le corps de poussoir peut déboucher dans une chambre dans laquelle le rouleau du poussoir est disposé. La pompe d'injection peut comprendre des éléments d'amenée permettant de conduire au moins partiellement le fluide lubrifiant alimenté à l'intérieur du carter de guidage par la pièce jusqu'à une face extérieure du rouleau destinée à coopérer avec la came. Les éléments d'amenée peuvent comprendre un canal de distribution 30 percé dans le corps de poussoir, débouchant dans la cavité ménagée dans le corps de poussoir et débouchant au niveau d'une interface de contact entre la face extérieure du rouleau et le corps de poussoir. Un système, notamment un moteur à combustion interne ou un véhicule automobile, pourra ensuite inclure une telle pompe d'injection. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la 10 description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe, suivant le plan de coupe A-A de la figure 2, d'un exemple de pompe d'injection de carburant selon 15 l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe de la pompe d'injection de la figure 1, suivant un plan de coupe passant par l'axe de translation du poussoir par rapport au carter de guidage. 20 Description de modes préférentiels de l'invention En référence aux figures 1 et 2 annexées, l'invention qui va être décrite ci-dessous concerne une pompe d'injection de carburant représentée partiellement. Il s'agit notamment d'une pompe d'injection dite « à haute 25 pression ». Elle est destinée à être utilisée dans le cadre de l'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne, notamment d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. La pompe d'injection comprend un poussoir incluant un corps de 30 poussoir 10 et un rouleau 11 monté à rotation sur le corps de poussoir, par exemple par l'intermédiaire d'un axe de rotation 12. Le rouleau 11 est apte à coopérer avec une came (non représentée) solidaire d'un arbre rotatif du moteur pour induire un déplacement en translation du poussoir. Le déplacement du poussoir est de type aller-retour le long d'un axe de translation noté X suivant lequel le déplacement en translation du poussoir se pratique. La pompe d'injection comprend aussi un carter de guidage 13 guidant la translation du corps de poussoir 10 durant le déplacement en translation du poussoir destiné à être induit par la came. L'axe de rotation 12 assure un degré de liberté en rotation du rouleau 11 par rapport au corps de poussoir 10 orienté perpendiculairement à l'axe de translation X. L'invention concerne aussi tout système incluant une telle pompe d'injection, ce système pouvant être notamment un moteur à combustion interne ou un véhicule automobile. Le déplacement du poussoir résultant de l'application d'un effort par la came sur le rouleau 11 se pratique en opposition à un effort de rappel orienté selon l'axe X appliqué par un ressort 14 disposé dans le carter de guidage 13, disposé du côté opposé au rouleau 11 par rapport au corps de poussoir 10 selon l'axe X. Le poussoir comprend donc à une première extrémité le rouleau 11, tandis que sa deuxième extrémité opposée à la première extrémité, suivant l'axe de translation X, comprend des éléments configurés pour assurer une mise en pression du carburant (non représentés) sous l'effet de déplacement du poussoir. Le terme « haute pression » signifie de préférence dans ce document que la pression d'injection du carburant, qui peut notamment être du gasoil, est par exemple de l'ordre 2000 bars. L'effort entre le rouleau 11 et la came est par exemple de l'ordre de 10 KN pour le cas d'un régime moteur de 4000tr/min. La came est solidaire d'un arbre à came ou d'un vilebrequin, ou tout autre axe rotatif destiné à assurer, entre autres, une fonction d'actionnement de la pompe d'injection pour la stratégie de mise en oeuvre et de pilotage de l'injection du carburant nécessaire au fonctionnement du moteur à combustion interne. De manière essentielle, la pompe d'injection de carburant comprend une pièce 15 d'alimentation de l'intérieur du carter de guidage 13 en un fluide lubrifiant. Cette pièce 15 est apte à coopérer avec le corps du poussoir pour supprimer le degré de liberté en rotation du poussoir autour de l'axe de translation X suivant lequel le déplacement en translation du poussoir se pratique. La pièce 15 assure donc en même temps la fonction d'alimentation de l'intérieur du carter de guidage 13 en fluide lubrifiant et la fonction de blocage du corps de poussoir 10 en rotation par rapport au carter de guidage 13 pour supprimer le degré de liberté en rotation du poussoir autour de l'axe de translation X. La pièce 15 peut par exemple se présenter sous la forme d'un pion percé de part en part, d'une canule traversante ou de toute autre forme équivalente ou pour le moins adaptée à la fonction recherchée. Pour sa fixation, elle peut notamment être emmanchée dans le carter de guidage 13, bien que tout autre moyen de fixation puisse être utilisé. Dans tous les cas, la pièce 15 présente l'avantage d'apporter les deux fonctions de blocage en rotation et de lubrification sur le poussoir d'une manière intégrée sur le carter de guidage 13, qui peut être soit un carter cylindre du bloc moteur soit un corps de pompe dans le cas où le corps de pompe est élément séparé du bloc moteur. De préférence, la pièce 15 bloque le corps de poussoir 10 en rotation quelle que soit la position occupée par le poussoir durant son déplacement en translation par rapport au carter de guidage 13. Ceci permet de monter et de simplifier le montage du corps de poussoir 10 par rapport au carter de guidage 13, en ne prévoyant que la pièce 15 pour la fonction de blocage en rotation. La pièce 15 peut comprendre une première partie traversant localement l'épaisseur d'une paroi du carter de guidage 13 pour assurer une communication fluidique de l'extérieur du carter de guidage vers l'intérieur du carter de guidage pour le fluide lubrifiant et une deuxième partie disposée en saillie du carter de guidage 13 à l'intérieur du carter de guidage 13 et pénétrant au moins partiellement dans une cavité 16 ménagée dans le corps de poussoir 10. La pièce 15 peut aussi comprendre une troisième partie disposée à l'extérieur du carter de guidage 13, notamment dans le prolongement des première et deuxième parties. Les première et deuxième parties de la pièce 15 sont décalées l'une par rapport à l'autre suivant une direction sensiblement ou exactement perpendiculaire à l'axe de translation X, permettant une alimentation efficace en fluide lubrifiant de l'intérieur du carter de guidage. II résulte des dispositions précédentes que la cavité 16 permet de former une galerie de lubrification à la fois pour le contact glissant entre le carter de guidage 13 et le corps de poussoir 10 et pour le contact mécanique entre la came et le rouleau 11. La cavité 16 ménagée dans le corps de poussoir 10 se présente notamment sous la forme d'une rainure ou d'une gorge dirigée parallèlement audit axe de translation X. Toutefois, la cavité 16 peut prendre toute autre forme. Préférentiellement, la première partie et la deuxième partie mentionnées ci-dessus de la pièce 15 délimitent intérieurement un conduit d'alimentation 17 pour le fluide lubrifiant débouchant vers l'extérieur du carter de guidage 13 et débouchant, au niveau de la deuxième partie de la pièce 15, vers l'intérieur de la cavité 16 ménagée dans le corps de poussoir 10. Ceci permet d'éjecter le fluide lubrifiant amené par le conduit d'alimentation 17 au moins partiellement dans la cavité 16 ménagée dans le corps de poussoir 10. L'alimentation notée F du conduit d'alimentation 17 en fluide lubrifiant à l'extérieur du carter de guidage 13 peut être obtenue par tout moyen et n'apporte aucune limitation d'application. La cavité 16 peut être ménagée dans une face externe de guidage du corps de poussoir 10 coopérant par contact glissant avec une face interne de guidage du carter de guidage 13, la deuxième partie de la pièce 15 étant en saillie par rapport à la face interne de guidage du carter de guidage 13, de sorte que le fluide lubrifiant alimenté par la pièce 15 lubrifie au moins partiellement ces faces interne et externe de guidage durant leur glissement relatif. Ceci permet de conférer une fonction de lubrification de la zone de contact glissant entre le corps de poussoir 10 et le carter de guidage 13. La cavité 16 ménagée dans le corps de poussoir 10 peut aussi déboucher dans une chambre 18 dans laquelle le rouleau 11 du poussoir est disposé, afin de faciliter la distribution en fluide lubrifiant vers la zone de contact entre la came et le rouleau 11. Préférentiellement, la pompe d'injection comprend également des éléments d'amenée permettant de conduire au moins partiellement le fluide lubrifiant alimenté à l'intérieur du carter de guidage 13 par la pièce 15 jusqu'à une face extérieure du rouleau 11 destinée à coopérer avec la came. Les éléments d'amenée dont la nature peut être quelconque peuvent comprendre un simple canal de distribution 19 percé dans le corps de poussoir 10 de sorte à déboucher d'un côté dans la cavité 16 ménagée dans le corps de poussoir 10 et de l'autre côté au niveau d'une interface de contact entre la face extérieure du rouleau 11 et le corps de poussoir 10. Cela contribue à la distribution en fluide lubrifiant vers la zone de contact entre la came et le rouleau 11. La pompe d'injection présente donc l'avantage d'être simple, peu encombrante, efficace et robuste.15 REVENDICATIONS1. Pompe d'injection de carburant, notamment à haute pression, pour moteur à combustion interne, notamment moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant d'une part un poussoir incluant un corps de poussoir (10) et un rouleau (11) monté à rotation sur le corps de poussoir (10) et apte à coopérer avec une came solidaire d'un arbre rotatif du moteur pour induire un déplacement en translation du poussoir, d'autre part un carter de guidage (13) guidant le corps de poussoir (10) durant le déplacement en translation du poussoir destiné à être induit par la came, caractérisée en ce qu'elle comprend une pièce (15) d'alimentation de l'intérieur du carter de guidage (13) en un fluide lubrifiant, ladite pièce (15) étant apte à coopérer avec le corps du poussoir pour supprimer le degré de liberté en rotation du poussoir autour de l'axe de translation (X) suivant lequel le déplacement en translation du poussoir se pratique. 2. Pompe d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce (15) bloque le corps de poussoir (10) en rotation quelle que soit 20 la position occupée par le poussoir durant son déplacement en translation par rapport au carter de guidage (13). 3. Pompe d'injection selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la pièce (15) comprend une première partie traversant localement l'épaisseur d'une paroi du carter de guidage (13) 25 pour assurer une communication fluidique de l'extérieur du carter de guidage (13) vers l'intérieur du carter de guidage (13) pour le fluide lubrifiant et une deuxième partie disposée en saillie du carter de guidage (13) à l'intérieur du carter de guidage (13) et pénétrant au moinspartiellement dans une cavité (16) ménagée dans le corps de poussoir (10). 4. Pompe d'injection selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cavité (16) ménagée dans le corps de poussoir (10) se présente sous la forme d'une rainure ou d'une gorge dirigée parallèlement audit axe de translation (X). 5. Pompe d'injection selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que la première partie et la deuxième partie de la pièce (15) délimitent intérieurement un conduit d'alimentation (17) pour le fluide lubrifiant débouchant vers l'extérieur du carter de guidage (13) et débouchant, au niveau de la deuxième partie de la pièce (15), vers l'intérieur de la cavité (16) ménagée dans le corps de poussoir (10), permettant d'éjecter le fluide lubrifiant amené par le conduit d'alimentation (17) au moins partiellement dans la cavité (16) ménagée dans le corps de poussoir (10). 6. Pompe d'injection selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la cavité (16) est ménagée dans une face externe de guidage du corps de poussoir (10) coopérant par contact glissant avec une face interne de guidage du carter de guidage (13), la deuxième partie de la pièce (15) étant en saillie par rapport à la face interne de guidage du carter de guidage (15), de sorte que le fluide lubrifiant alimenté par la pièce (15) lubrifie au moins partiellement lesdites faces interne et externe de guidage durant leur glissement relatif. 7. Pompe d'injection selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que la cavité (16) ménagée dans le corps de poussoir(10) débouche dans une chambre (18) dans laquelle le rouleau (11) du poussoir est disposé. 8. Pompe d'injection selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend des éléments d'amenée permettant de conduire au moins partiellement le fluide lubrifiant alimenté à l'intérieur du carter de guidage (13) par la pièce (15) jusqu'à une face extérieure du rouleau (11) destinée à coopérer avec la came. 9. Pompe d'injection selon la revendication 8 et l'une des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que les éléments d'amenée comprennent un canal de distribution (19) percé dans le corps de poussoir (10), débouchant dans la cavité (16) ménagée dans le corps de poussoir (10) et débouchant au niveau d'une interface de contact entre la face extérieure du rouleau (11) et le corps de poussoir (10). 10. Système, notamment moteur à combustion interne ou véhicule automobile, incluant une pompe d'injection selon l'une des revendications précédentes.