Pompe d'injection à piston L'invention a pour objet une pompe d'injection à piston, par exemple une pompe pour l'injection de combustible dans des moteurs.
Cette pompe selon l'invention comporte, d'une part, un conduit étranglé parcouru par le liquide refoulé par le piston et, d'autre part, un organe mo bile qui commande une ouverture d'échappement, cet organe étant soumis, d'une part, à la différence des pressions de liquide régnant, respectivement, en amont et en aval de cet étranglement et, d'autre part, à l'action de moyens élastiques de rappel à pousser l'organe mobile vers une position de repos.
Cette pompe est caractérisée en ce que, d'une part, la force de rappel est déterminée de façon telle que le mouvement de l'organe mobile à l'encontre de ladite force de rappel commence pratiquement au début de l'injection, et que, d'autre part, la susdite ouverture d'échappement est disposée, par rapport audit organe mobile, de façon telle que ce dernier doive parcourir, sous l'effet de ladite différence de pression, entre sa position de repos et celle pour la quelle il ouvre l'ouverture d'échappement,
un trajet de longueur telle que la variation de la durée de ce parcours en fonction de la vitesse de rotation du moteur - la variation de durée étant plus impor tante que la variation de l'inverse de la vitesse de ro tation du moteur lorsque ladite vitesse varie sous l'influence d'une variation de charge - provoque automatiquement le réglage voulu de la quantité de combustible effectivement débitée, par chaque course de refoulement du piston, vers l'injecteur, la fer meture de cette ouverture d'échappement ayant lieu dès le retour de l'organe mobile vers sa posi tion de repos, cette ouverture restant fermée pour cette position. Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de la pompe objet de l'invention.
La fig. 1 montre, schématiquement, et en coupe axiale, le cylindre d'une pompe d'injection à piston munie d'un dispositif de réglage automatique de dé bit.
La fig. 2 montre, également schématiquement, en coupe axiale, une variante du dispositif représenté à la fig. 1.
La fig. 3 montre, également schématiquement, en coupe axiale, une pompe d'injection comportant à la fois un dispositif pour le réglage automatique de l'avance de l'injection et un dispositif pour le ré glage automatique du débit de la pompe.
La fig. 4, enfin, montre schématiquement l'ap plication de l'ensemble tel que représenté à la fig. 3 à une pompe d'injection alimentant, à partir d'un seul et même cylindre, une pluralité d'injecteurs par l'intermédiaire d'un distributeur tournant.
La pompe d'injection représentée à la fig. 1 comporte un cylindre 1 dans lequel travaille un piston 2 entraîné par n'importe quel moyen appro prié, par exemple par une came. Ce piston com mande une lumière 3 par laquelle débouche le con duit d'alimentation 4 du cylindre 1 de la pompe. Le combustible, qui après la fermeture de l'ouverture 3 est refoulé hors du cylindre 1 lors de la course de refoulement (course ascendante) du piston 2, traverse un conduit de refoulement 5 présentant un étranglement 6. En aval de cet étranglement, le com bustible refoulé traverse une soupape de retenue 7 pour arriver dans un conduit 8 qui amène le com bustible refoulé par la pompe, à un injecteur ou à un autre organe d'injection.
Pour régler automatiquement, en fonction d'une variation de la vitesse du moteur provoquée par une variation de la charge, le débit effectif de la pompe, c'est-à-dire le débit qui est amené par le conduit 8 à l'injecteur, il est branché en parallèle avec le conduit 5, un cylindre 9 dont l'une des extrémités communique, ou bien directement avec l'intérieur du cylindre 1 de la pompe, ou bien avec la partie du conduit de refoulement 5 qui se trouve en amont de l'étranglement 6, tandis que son autre extrémité communique avec ledit conduit 5 à un endroit situé en aval de l'étranglement 6 et en amont de la sou pape 7.
Un conduit d'échappement 10 qui est relié, par exemple, au réservoir de combustible, est bran ché sur le cylindre 9 et l'entrée de ce conduit d'échap pement est commandée par un organe de com mande ayant, par exemple, la forme d'un piston 11 qui peut coulisser axialement à l'intérieur du cylindre 9. Un ressort 12 tend à maintenir le piston 11 dans sa position de repos (position représentée par la fig. 1) déterminée par l'application de la face infé rieure du piston 11 contre un épaulement 13, le conduit d'échappement 10 étant fermé par le piston 11 lorsque celui-ci est dans ladite position de re pos.
L'ouverture d'entrée du conduit 10 est disposée à un endroit tel de la paroi du cylindre 9 que le piston 11 doive parcourir un trajet a relativement long pour arriver, de sa position de repos (repré sentée dans la fig. 1) à la position pour laquelle sa surface inférieure dégage l'entrée du conduit d'échap pement 10 et met ainsi en communication ce con duit avec l'intérieur du cylindre 1.
Dès que cette ouverture d'entrée du conduit 10 se trouve dégagée par le piston 11, le refoulement de la pompe vers l'injecteur cesse immédiatement et le combustible qui, après le dégagement de cette ouverture, est encore chassé hors du cylindre 1 par la continua tion du mouvement ascendant du piston 2, s'écoule à travers le conduit d'échappement 10.
L'effet régulateur du débit obtenu par un dispo sitif tel qu'il vient d'être décrit, est dû aux phéno mènes suivants.
Il est évident que le piston 11 reste appliqué contre l'épaulement 13 aussi longtemps que la diffé rence des pressions qui agissent sur ses faces opposées est inférieure à la force de tarage exercée par le ressort 12. Cette différence des pressions dépend, d'une part, de la section de l'étranglement 6 et, d'autre part, de la vitesse du piston 2 de la pompe. En donnant au tarage du ressort 12 une valeur appropriée relativement faible, on s'arrange pour que le début du mouvement du piston 11 à l'encontre du ressort 12 coïncide au moins approxi mativement avec le début de l'injection.
Cependant, en raison de la distance a entre l'épaulement 13 et le conduit d'échappement 10, le début du mouve- ment du piston 11 ne permet pas immédiatement l'échappement du combustible refoulé à travers le conduit 10 et n'arrête donc pas immédiatement le refoulement utile du combustible vers l'injecteur.
Le temps durant lequel le piston 11 parcourt le trajet ca est variable avec la vitesse du piston 2 selon une loi non linéaire. En effet, ce temps dimi nue lorsque la vitesse augmente, cette diminution de temps étant plus importante que l'augmentation de la vitesse du piston 2, c'est-à-dire que ledit temps varie selon la formule k X
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k étant une cons tante, v étant la vitesse moyenne du piston 2 ou la vitesse de rotation du moteur et n étant comprise entre 1 et 2. Par conséquent, plus la vitesse du piston 2 est grande, plus le moment où le piston 11 ouvre le conduit 10 se présente tôt par rapport au mouve ment ascendant du piston 2 et plus est petite la quan tité de combustible refoulée pour chaque course par le piston 2 vers l'injecteur à travers la soupape 7 et le conduit 8.
En d'autres termes, plus la vitesse du piston 2 est grande, plus l'injection est coupée relativement tôt, de sorte qu'on obtient ainsi un effet d'autorégulation du débit qui dépend du temps que le piston de commande 11 met à parcourir la dis tance a.
Pour commander à charge constante une varia tion du débit de la pompe, on peut faire varier ou bien le tarage du ressort 12, par un moyen non re présenté, ou bien la section de l'étranglement 6 à l'aide d'une vis pointeau (non représentée), ou bien ces deux valeurs à la fois. On peut aussi utiliser un piston 2 à face oblique, la rotation du piston autbur de son axe étant commandée par une crémaillère et provoquant la variation du volume injecté (disposi tion connue non représentée).
Selon une première variante, représentée par des lignes mixtes dans la fig. 1, on prévoit, sur le cylindre 9, un deuxième conduit d'échappement 14 et on ménage, dans le piston 11, un conduit coudé 15 dont l'une des extrémités débouche dans la partie supérieure du cylindre 9, tandis que l'autre extré mité débouche sur la paroi latérale du piston 11 dans une génératrice de ce dernier qui coïncide avec celle sur laquelle se trouve la lumière par laquelle le conduit 14 débouche dans le cylindre 9. Lorsque le piston 11 est dans sa position de repos, la distance entre les deux lumières par lesquelles débouchent respectivement le conduit 15 dans la paroi latérale du piston 11 et le conduit 14 dans la paroi latérale du cylindre 9, est également égale à a.
Par consé quent, selon cette variante, le compartiment supé rieur du cylindre 9 est mis en communication avec le conduit d'échappement 14 au même moment où le compartiment inférieur du cylindre 9 et l'inté rieur du cylindre 1 sont mis en communication avec le conduit d'échappement 10. De cette façon, les deux faces opposées du piston 11 sont simultané ment exposées à la chute des pressions qui arrête toute injection. La variante qui est représentée par la fig. 2 se distingue de la forme d'exécution représentée à la fig. 1 par le fait que le piston 11, lorsqu'il est dans sa position de repos, interrompt la communica tion entre le cylindre 1 de la pompe et le conduit de refoulement 5.
Par conséquent, le moment où le piston de commande 11 commence son mouvement vers le haut est, dans cette variante, indépendant du tarage du ressort ou de la section de l'étrangle ment 6.
Une autre différence qui distingue la variante de la fig. 2 de la forme d'exécution de la fig. 1 consiste en ce qu'une soupape 16 est intercalée dans le conduit 6, soupape appliquée contre son siège par un ressort 17. Cette soupape a pour but d'empêcher le piston de commande 11 d'aspirer, pendant sa descente, une certaine quantité de combustible hors du cylindre 1 et d'amener ainsi cette quantité dans le compartiment du cylindre 9 qui se trouve au- dessus dudit piston 11.
Dans ce but, il faut que le ressort 17 exerce sur la soupape 16 une force suffi sante pour empêcher l'ouverture de cette soupape, lorsque le piston 11 exerce cet effet d'aspiration. Cette aspiration, si elle pouvait s'exercer librement, aurait un effet perturbateur sur l'autorégulation.
Comme il résulte de la fig. 2, la soupape 16 peut avoir la forme d'une simple bille qui coagit avec un siège usiné dans le conduit 5.
Le mécanisme autorégulateur peut avantageuse ment être utilisé avec un dispositif connu d'auto réglage de l'avance de l'injection en fonction de la vitesse du moteur.
Dans ce cas, le dispositif de réglage de l'avance doit être placé entre la sortie du cylindre de la pompe et le mécanisme autorégulateur de débit, ainsi que cela est représenté par la fig. 3 ci-annexée. Ainsi qu'il résulte de cette figure,
le dispositif d'auto réglage de l'avance est monté directement sur le cylindre 1 de la pompe d'injection et comporte une tige 18 montée dans la culasse 19 du cylindre 1 de la pompe de façon à pouvoir coulisser sous l'ef fet de la pression du combustible refoulé par le piston 2 de la pompe lorsque cette pression dépasse la force d'un ressort de tarage 20 qui cherche à maintenir la tige 18 dans sa position basse pour laquelle son épaulement l8a est appliqué contre un épaulement de la culasse du cylindre de la pompe.
De plus, un canal de fuite 21 est pratiqué dans la tige 18 et s'étend de l'extrémité inférieure de la tige jusqu'à un niveau qui se trouve légèrement au- dessous du plafond d'une chambre 22 pratiquée dans la culasse de la pompe et communiquant avec un conduit d'échappement 23.
La fuite constituée par le canal 21, la chambre 22 et le canal 23 se ferme, par suite d'un mouve ment vers le haut de la tige 18, d'autant plus rapi dement et permet d'autant plus rapidement le début de l'injection que la vitesse du piston 2, qui elle dépend de la vitesse du moteur, est plus grande. Le mécanisme d'autorégulation de débit, ayant par exemple la construction représentée à la fig. 2, est monté en aval du cylindre de pompe 1 sur le conduit de refoulement 24 de celui-ci.
Si on place le dispositif d'autorégulation du débit, comme il vient d'être dit, on règle l'avance sans modifier la quantité totale de combustible réelle ment injectée. Si, par contre, le dispositif de réglage d'avance était utilisé après la sortie du mécanisme d'autorégulation du débit, il y aurait neutralisation partielle de l'effet de ce mécanisme par le dispositif de réglage de l'avance.
Il est à noter que le mécanisme autorégulateur, qu'il soit utilisé ou non avec un dispositif d'auto réglage de l'avance connu, n'a pas besoin d'être monté immédiatement sur le cylindre de la pompe d'injection. II peut être placé à un endroit quel conque de la tuyauterie allant du cylindre de la pompe à l'injecteur monté sur le cylindre du moteur.
Dans le cas particulier où un seul et même cy lindre alimente successivement plusieurs injecteurs, un seul mécanisme autorégulateur de débit peut servir pour régler le débit injecté par les divers injecteurs, pourvu que ce mécanisme soit intercalé dans le conduit de refoulement unique qui relie le susdit cylindre à l'endroit où sont branchés, sur ledit conduit unique, les divers conduits de refou lement individuels amenant, à tour de rôle, le com bustible refoulé aux divers injecteurs.
La fig. 4 montre une pompe d'injection ne com portant qu'un seul cylindre 1 et dont le piston 2 est entraîné par une came 25 ayant, par exemple, quatre bossages, came calée sur un arbre 25a qui est entraîné en rotation de sorte que la came 25 pour un tour complet de l'arbre 25a provoque quatre mouvements complets d'aller et de retour du piston 2 de la pompe. Sur le dessus du cylindre 1 est disposé le dispositif de réglage automatique de l'avance tel que représenté à la fig. 3 et, en aval du cylindre 1 de la pompe, est intercalé, dans le conduit de refoulement 8, le mécanisme autorégulateur de dé bit. Le conduit de refoulement 8 relie le cylindre 1 à un distributeur comprenant un arbre 26 qui est solidaire de l'arbre 25a et coaxial avec celui-ci.
L'arbre 26 comporte une gorge circulaire 27 dans laquelle débouche l'extrémité du conduit de refou lement 8. La gorge 27 communique avec un canal 28 pratiqué dans l'arbre 26 et débouchant, en 29, sur la surface de cet arbre, latéralement à la gorge 27. L'extrémité 29 du canal 28 communique suc cessivement, lors de la rotation des arbres 25a et 26, avec les divers conduits de refoulement individuels <I>8a, 8b,</I> etc., qui sont reliés aux divers injecteurs (non représentés) ainsi alimentés successivement à partir de la pompe 1.
L'extrémité du conduit 8 coagissant avec la gorge circulaire 27, et les extrémités des conduits<I>8a,</I> 8b, etc., qui communiquent successivement avec les pas sages 28, 29, sont disposées dans un chapeau cylin drique 30 qui coiffe l'arbre 26 et qui est fixé par une bride 31 au flasque terminal 32 du carter 33 de la pompe par un élément élastique fendu 34 qui, une fois mis en place, maintient le chapeau 30 en place contre le flasque 32 de la pompe tout en absorbant sans contrainte les différences éventuelles pouvant exister entre le centrage de l'arbre 26 et de l'arbre à came 25a.