FR2471481A1 - Pompe d'injection de combustible - Google Patents

Abstract

POMPE D'INJECTION COMPRENANT UNE BAGUE 7 PERMETTANT D'ACTIONNER DES ELEMENTS DE POMPAGE ET DONT LA POSITION ANGULAIRE DEFINIT LE DEBUT D'INJECTION, CETTE BAGUE 7 ETANT LIEE A UN PISTON 11 SOUMIS A UNE PRESSION VARIANT AVEC LA VITESSE DU MOTEUR ASSOCIE CONTRE L'ACTION D'UN RESSORT 15. CE RESSORT PREND APPUI SUR UNE BUTEE INTERMEDIAIRE 16, ET UN RESSORT PRINCIPAL D'AVANCE 17 EST MONTE ENTRE CETTE BUTEE 16 ET UN PISTON CREUX 18. LA POSITION DU SECOND PISTON EST DEFINIE PAR UN ORGANE 30 DONT UNE PARTIE SITUEE A L'EXTERIEUR DE LA POMPE EST SENSIBLE A AU MOINS UN PARAMETRE DE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR AUTRE QUE LA VITESSE.

Description

La présente invention concerne une pompe d'injection de combustible à distributeur rotatif pour lssalimen- tation de moteurs à combustion interne, en particulier de moteurs Diesel.

Les pompes d'injection dites à distributeur rotatif comprennent, quel que soit le nombre de cylindres du moteur associé, un élément (ou un groupe de plusieurs éléments) de pompage unique et un rotor distributeur qui tourne dans un corps fixe. Autour du rotor est disposée une bague qui, soit comporte des bossages sur sa périphérie intérieure qui coopèrent, lorsque le roter tourne, avec des galets portés par l'élément de pompage pour déplacer celui-ci en provoquant leinJection de combustible dans le moteur, soit inversement porte des galets qui coopèrent avec des bossages de came portés par ltElément de pompage.

Le début de l'injection est en général réglable grtce au fait que la bague est mobile angulairement par rapport au corps de la pompe. De façon bien connue, dans ce type de pompes, le positionnement angulaire de la bague est assuré par un piston monté coulissant dans un alésage du corps et lié mécaniquement à la bague, lequel piston est soumis à l'action d'une pression de fluide et à l'action en sens inverse dtun ressort en appui sur le corps de pompe.

Cet agencement est utilisé habituellement pour faire varier le début deinjeeticn en fonction de la vitesse du moteur, la pression agissant sur le piston étant fonctien de la vitesse du moteur.

Cet agencement ne permet de rendre le début dlin- Jection sensible qu'à un seul paramètre, comme la vitesse; car il est difficile de moduler une pression hydraulique en fonction d'un nombre de paramètres supérieur à un.

Certaines autres réalisations de ce type de pompe sont équipées d'un système dtavance dit "d'avance au ralenti" décrit dans la demande de brevet français no 2 299 514.

Dans ce système, il est prévu un premier piston lié à la bague et monté coulissant par rapport au corps, le dit premier piston étant soumis à l'une de ses extrémités à une pression hydraulique fonction de la vitesse de rotation du moteur associé, un premier ressort de compression agissant sur l'autre extrémité du premier piston contre l'action de la dite pression, une butée intermédiaire sur laquelle prend appui le dit premier ressort, un ressort principal d'avance agissant sur la butée intermédiaire à l'encontre de l'action du premier ressort, un second piston creux sur lequel prend appui le ressort principal d'avance et qui est soumis à une seconde pression hydraulique, et une butée portée par le second piston pour limiter le déplacement de la butée intermédiaire en direction du premier piston par rapport au second piston.

Un tel agencement permet de faire varier le début d'injection en fonction d'un ou de plusieurs paramètres autres que la vitesse par l'intermédiaire de la seconde pression hydraulique agissant sur le piston creux.

Cependant, asservir une pression hydraulique de façon continue en fonction d'un paramètre ou simultanément en fonction d'un nombre de paramètres supérieur à un, est en général très difficile.

La présente invention a pour but de rendre le début d'injection sensible simultanément à plusieurs paramètres en plus de la vitesse et ceci de manière progressive en fonction de l'évolution de chaque paramètre, afin de permettre un fonctionnement satisfaisant du moteur quelles que soient ses conditions de fonctionnement.

Ce but est atteint selon l'invention par le fait que la position du piston creux est définie par un organe situé à ltextérieur du corps et sensible à un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur autres que la vitesse.

Cet agencement permet une prise en compte simultanée de plusieurs paramètres en même temps que, au besoin, une variation progressive du début d'injection, en fonction de ces différents paramètres.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une pompe d'injection équipée d'un dispositif classique pour le réglage du début d'injection;
- les figures 2, 3 et 4 sont des vues en coupe partielles illustrant différentes positions du dispositif de réglage de la fig. 1;
- la figure 5 montre deux caractéristiques début d'injection/vitesse du moteur associé pouvant être obtenues avec le dispositif de la fig. 1;
- la figure 6 montre à plus grande échelle un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention pour le réglage du début d'injection;
- la figure 7 montre les caractéristiques début dinjection/vitesse du moteur que permet d'obtenir le dispositif de la figure 6;;
- les figures 8A, 8B, 8C, 8D et 8E illustrent par des vues de détail différents modes d'exécution de tour gane schématisé à la figure 6s
- les figures 9A, 9B et 9C illustrent sous forme schématique, dans trois états différents, un agencement permettant de régler le début d'injection en fonction de trois paramètres autres que la vitesse;
- la figure 10 montre le déplacement de l'organe précité en fonction des trois paramètres sus mentionnés.

La pompe d'injection representée à la fig. 1 comprend un rotor 1 percé dun alésage diamétral 2 dans lequel coulissent deux pistons opposés 3, 3' en appui sur des porte-galet 4, 4' portant des galets 5, 5' et pouvant coulisser radialement dans le roter.

Lorsque le roter tourne, les galets 5, 5' coopèrent avec des bossages de came 6 formés sur la périphérie intérieure d'une bague 7 montée dans le corps 8 de la pompe de façon à Autre mobile angulairement. L'espace entre les pistons 3 et 32 communique avec un canal qui le met en communication, dune part, avec des conduits d'admission de combustible (non représentés), et d'autre part, avec un canal distributeur (non représenté) amené tour à tour en communication, au cours de la rotation du rotor, avec les injecteurs du moteur associé.

Le rotor 1 est entrainé en rotation à une vitesse liée à la vitesse du moteur. Undéplacement angulaire de la bague 7 par rapport au corps 8 dans le sens de la flèche A conduit à avancer le début d'injection et, dans le sens de la flèche R,à le retarder.

Le dispositif pour le réglage du début d'injection décrit ci-après en référence à la fig. 1 fait l'objet de la demande de brevet français 2 299 514.

Un doigt 9 fixé à la bague 7 est engagé dans l'ouverture 10 d'un piston 11 monté coulissant dans un alésage 12 formé dans le corps 8. L'extrémité l1' du piston 11 est soumise à la pression régnant dans une chambre 13 délimitée par le bouchon 14, cette pression étant fonction de la vitesse du moteur.

Un ressort de compression 15 est monté entre l'ex- trémité opposée du piston 11 et une butée intermédiaire 16 dont l'extrémité opposée au ressort 15 est elle-nUme en appui sur un ressort principal d'avance 17 qui s'appuie sur un piston creux 18. Le piston creux 18 peut coulisser dans une douille 19 fixée au corps 8 et est soumis à l'action d'une seconde pression hydraulique régnant dans une chambre 20 délimitée par un bouchon 21 et également fonction de la vitesse. Le piston creux 18 porte en outre une butée annulaire 22 qui coopère avec une collerette 23 formée sur la butée intermédiaire 16 pour en limiter le déplacement, et le déplacement du piston creux 18 sous l'action de la pression est limité par la partie 24 du corps qui forme butée.

Le dispositif décrit fonctionne comme suit.

Lorsque le moteur est à l'arrêt, ou pour les vitesses de rotation faibles correspondant au démarrage, le piston 11, repoussé par le ressort 15, est en appui sur le bouchon 14 parce que la pression hydraulique agissant sut l'extrémité 111 du piston 11 est trop faible pour comprimer le ressort 15. Après le démarrage, lorsque le moteur tourne par exemple à la vitesse de ralenti, la pression agissant sur l'extrémité axas ll du piston ll est suffisante pour comprimer le ressort 15.

La pression hydraulique agissant sur l'extrémité 18' du piston creux 18, suivant sa valeur, génère un effort qui est supérieur ou inférieur à l'effort provoqué par la pression hydraulique agissant sur l'extrémité 11' du piston 11. Si l'effort généré par la pression sur le piston 18 est inférieur à l'effort généré par l'autre pression sur le piston 11, le piston 18 occupe la position représentée sur la figure 2, le piston 18 étant alors en butée sur la partie fixe 21; cette position correspond à une avance à l'injection augmentée.Si la pression hydraulique agissant sur le piston 18 croît et génère un effort supérieur à celui engendré par la pression agi sa sant sur le piston 11 le piston la occupe la position représentée sur la figure 3, le piston 18 est alors en butée sur la partie fixe 24; cette position correspond à une avance à l'injection diminuée.

Lorsque la vitesse de rotation augmente, la pression hydraulique agissant sur le piston Il, dont le niveau est une fonction de la vitesse, devient suffisante pour comprimer le ressort 17. La position du piston Il, rela tivement à celle du piston creux 18, évolue en fonction de la vitesse de rotation du moteur associé par lsinter- médiaire de la variation de la pression hydraulique agi s- sant sur le piston 11. Cette évolution est représentée par la cote "C" sur la figure 4.

Une telle construction se caractérise par les pour bes 5A et 5B représentant l'avance à l'injection AV en fonction de la vitesse de rotation N du moteur associé.

La caractéristique 5t correspond au cas où la pression agissant sur le piston 18 génère un effort supérieur à celui donné par la pression agissant sur le piston 11, et la caractéristique 5B au cas où la pression agissant sur le piston 18 génère un effort inférieur à l'effort généré par la pression agissant sur le piston 11. Une telle construction permet de faire varier le début d'injection en fonction d'un ou plusieurs paramètres autres que la vitesse par l'intermédiaire d'une variation de la pression hydraulique agissant sur le piston creux 18.

Par exemple, la courbe 5B correspond au cas où la charge sur le moteur est faible et où en conséquence la pression agissant sur le piston 18 est relativement faible, et la courbe 5A correspond au cas de pleine charge, la pression sur le piston 18 étant alors plus élevée.

Mais il s'agit là d'un fonctionnement en tout ou rien.

Comme on l'a expliqué plus haut, il est très difficile de faire varier une pression hydraulique de façon continue en fonction d'un ou de plusieurs paramètres.

Le dispositif de réglage représenté à la figure 6 permet sans difficultés de prendre en considération un ou plusieurs paramètres autres que la vitesse dans le réglage du début d'injection.

Dans ce dispositif, la position du piston creux 18 est définie de l'extérieur du corps 8 par un organe 30, symbolisé par une flèche qui traverse la paroi 21 et dont la position est fonction des dits paramètres. Un tel agencement permet d'obtenir, comme le montre la figure 7, une multitude de caractéristiques avance/vitesse par déplacement de l'organe 30 par rapport à la paroi 21 du corps.

Les figures 8A à 8E représentent, à titre non limitatif, plusieurs exemples de réalisation de l'organe 30.

Dans le cas de la fig. 8A, la position du piston 18 est définie par une tige 29 traversant la paroi fixe 21 et dont la position est elle-même définie par une came 31 mue en translation dans le sens de la double flèche.

La figure 8B illustre une autre réalisation où la tige 29 est manoeuvrée par un organe 32 se déplaçant dans l'axe de la tige.

Dans la réalisation de la figure 8C, un arbre portebilles 34, manoeuvré par l'intermédiaire d'un levier extérieur 35, provoque la translation du piston 18 par l'intermédiaire de billes 33 pouvant sortir de logements 21t formés dans la paroi fixe 21.

La figure 8D présente un arbre 36 portant des profils 36' qui peuvent sortir de logements 21" de forme correspondante formés dans la paroi fixe 21 en provoquant une translation du piston 18.

Une cinquième réalisation (figure 8E) s'applique au cas où il s'agit uniquement de modifier lgavance à à lin- jection en fonction de ltetat-de rodage du moteur. Dans ce cas, une vis 37g portée par la partie fixe 2-, déter- mine la position du piston 18, le réglage de cette vis pouvant titre rodîfié après la phase de rodage du moteur.

Dans le dispositif de la figure 6, une pression hydraulique fonction de la vitesse est appliquée au pis ton creux 18, et dans tous les modes de réalisation représentés aux figures 8A à 8E, un joint 38 (fig. 8A) assure l'étanchéité entre l'organe 30 et la paroi fixe 21
Il n'est pas nécessaire en principe d'appliquer une pression hydraulique au piston 18, car sa position est définie par l'organe 30 Mais en l'absence de pression, l'effort de déplacement du piston 18 serait très important lorsque la pression appliquée au piston ll est à un niveau élevé, et l'organe 30 et le piston 18, devant supporter de tels efforts, seraient d'une réalisation très conteuse. Grtee à lBapplioation sur le piston 18 d'une pression variant avec la vitesse, l'effort de déplacement est allégé dans une très large mesure.

Selon une caractéristique préférée de l'invention, on fait en sorte que la force agissant sur le piston creux 18 soit légèrement inférieure à la force agissant sur le piston 11.

Pour ce faire, différentes solutions sont possibles.

Une première solution consiste à appliquer au piston 18 une pression hydraulique légèrement inférieure à celle agissant sur le piston 11, les surfaces d'application de la pression étant les mêmes pour les deux pistons.

Une deuxième solution consiste à appliquer la même pression aux pistons 11 et 18, mais à donner au piston 18 une section légèrement inférieure à celle du piston 11.

Une troisième solution, qui est celle adoptée dans l'exemple de réalisation représenté à la fig. 6, consiste à donner aux pistons 11 et 18 la même section et à leur appliquer des pressions identiques, et à monter un ressort 40 de faible raideur entre le bouchon 14 et le piston 11, ce ressort procurant le déséquilibre souhaité.

Les deuxième et troisième solutionsont l'avantage de la simplicité, les pressions agissant sur les deux pistons étant ssournies par la même source. La troisième solution présente l'avantage supplémentaire que la force exercée par le ressort 4Q varie peu et donc que la différence entre les forces appliquées reste à peu près constante quelle que soit la vitesse.

L'organe extérieur 30 qui définit le positionnement du piston 18 peut être rendu sensible aux paramètres charge du moteur, température ou état de rodage. Par des systèmes d'axes et de leviers, qui ne sont pas décrits, la position de l'organe extérieur 30 peut être liée au levier d'accélérateur d'une pompe équipée d'un régulateur mécanique dit "de ralenti et de vitesse maximale" tel que décrit dans le brevet français nO 2 379 699, la position de ce levier d'accélérateur étant représentative de la charge du moteur.

La position de organe extérieur 30 peut également être asservie à la température du moteur par l'intermédiaire d'une sonde thermostatique, cette sonde servant généralement, et également, à augmenter la vitesse de ralenti pour le moteur froid. Le paramètre "rodage du moteur" est pris en compte au moment du réglage de la pompe ou de la révision du véhicule par une modification du réglage ou par un organe escamotable.

Les figures 9A, 9B et 9C illustrent de façon schématique un exemple de réalisation-non limitatif, dans lequel le début d'injection est sensible à la fois à la charge du moteur, à sa température et à son état de rodage. La came 31 qui agit sur la tige 30 est portée par un balancier 39, lequel peut autre sollicité par le levier de charge 42 par l'intermédiaire d'une vis de réglage 43, par le levier de température 44 par l'intermédiaire d'une vis de réglage 45 et par une vis de réglage 41 dont le réglage dépend de l'état de rodage du moteur.

Lorsque le moteur est en charge nulle et froid, l'ensemble occupe la position représentée sur la figure 9A. La position de la tige 30 ne dépend que du réglage de la vis 41, dépendant de l'état de rodage du moteur.

Lorsque le moteur est chaud et à charge nulle, (fonctionnement au ralenti par exemple), leensemble occupe la position représentée sur la figure 913. La position de la tige 30 dépend alors uniquement du réglage de la vis 45 portée par le levier de température 44.

Un mouvement du levier de charge vers la position pleine charge ne modifie pas, dans un premier temps, la position du balancier 39. Après une certaine course dépendant du réglage de la vis 43, le balancier 39 est entratné par le levier de charge 42 (figure 9C)
Les diagrammes de déplacement D de la tige 30 en fonction du déplacement C du levier de charge 42, sont représentés sur la figure 10 pour les différentes positiens du levier de température et de la vis de réglage 41.

Sur la fig. 10, la courbe FER correspond à la situation d'un moteur froid et non rodé, la courbe FR au cas d'un moteur froid et rode, et la courbe CH au cas deux moteur chaud, l'état de rodage n'entrant alors plus en ligne de compte.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1 - Pompe d'injection de combustible pour moteur à combustion interne, du type comprenant un corps, un rotor monté dans le corps, entratné en synchronisme avec le moteur associé, au moins un élément de pompage porté par le rotor, une bague mobile angulairement entourant le rotor, des moyens prévus sur la bague pour déplacer l'élément de pompage en vue de l'injection de combustible lorsque le rotor tourne, la position angulaire de la bague définissant le début d'injection, un premier piston lié à la bague et monté coulissant par rapport au corps, le dit premier piston étant soumis à l'une de ses extrémités à une pression hydraulique fonction de la vitesse de rotation du moteur associé, un premier ressort de compression agissant sur l'autre extrémité du premier piston contre l'action de la dite pression, une butée intermédiaire sur laquelle prend appui le dit premier ressort, un ressort principal d'avance agissant sur la butée intermédiaire à l'encontre de l'action du premier ressort, un second piston creux sur lequel prend appui le ressort principal d'avance, et une butée portée par le second piston pour limiter le déplacement de la butée intermédiaire en direction du premier piston par rapport au second piston, pompe caractérisée par le fait que la position du second piston est définie par un organe dont une partie située à ltextérieur de la pompe est sensible à au moins un paramètre de fonctionnement du moteur autre que la vitesse.

2 - Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dit organe est une tige coulissant dans une partie 1Lée au corps dans la mame direction que le second piston.

3 - Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dit organe comprend un plateau en tramant des billes qui se déplacent sur un profil formé sur une partie solidaire du corps, le plateau étant fixé sur l'extrémité dtun axe rotatif qui traverse la dite partie.

4 - Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dit organe comprend un plateau com- portant des profils qui coopèrent avec des profils formés sur une partie solidaire du corps, le plateau étant fixé sur l'extrémité d'un axe rotatif qui traverse la dite partie.

5 - Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dit organe comprend une vis de réglage traversant une partie solidaire du corps.

6 - Pompe selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le second piston est soumis à une seconde pression hydraulique fonction de la vitesse du moteur, l'agencement étant tel que la force agissant sur le second piston soit légèrement inférieure à celle agissant sur le premier piston.

7 - Pompe selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les forces hydrauliques agissant sur les deux pistons sont identiques et un troisième ressort est monté de façon à agir sur le premier piston contre l'action du dit premier ressort