FR2484546A1 - PRESSURE REGULATOR FOR INJECTION SYSTEM OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CONTROLLED IGNITION - Google Patents
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Abstract
L'OBJET DU REGULATEUR DE PRESSION DE LA PRESENTE INVENTION POUR SYSTEME D'INJECTION EST DE COMMANDER LA PRESSION D'ALIMENTATION DES INJECTEURS EN CARBURANT EN LA COMPARANT CONSTAMMENT A UNE VALEUR DONNEE, DE FACON A MAINTENIR UN RAPPORT CORRECT AIRCARBURANT QUELLES QUE SOIENT LES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR. EN GENERAL, IL EST CONSTITUE D'UN AGENCEMENT DE DIVERS COMPOSANTS MECANIQUES QUI AGISSENT DE FACON A DIVISER LE COURANT DE CARBURANT FOURNI (PAR LA CONDUITE 11) PAR UNE POMPE EN DEUX PARTIES INEGALES. L'UNE DES PARTIES DE CE COURANT EST TRANSMISE AUX INJECTEURS (PAR LA CONDUITE 12) QUI ABSORBENT LA QUANTITE NECESSAIRE AUX CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR. LE RESTE EST RENVOYE AU RESERVOIR DU VEHICULE (PAR LA CONDUITE 15).THE OBJECT OF THE PRESSURE REGULATOR OF THIS INVENTION FOR AN INJECTION SYSTEM IS TO CONTROL THE FUEL PRESSURE OF THE INJECTORS BY CONSTANTLY COMPARING IT TO A GIVEN VALUE, IN ORDER TO MAINTAIN A CORRECT AIRCARBON REPORT WHAT THE CONDITIONS ARE OF ENGINE OPERATION. IN GENERAL, IT CONSISTS OF AN ARRANGEMENT OF VARIOUS MECHANICAL COMPONENTS WHICH ACT TO DIVIDE THE FUEL CURRENT PROVIDED (THROUGH LINE 11) BY A PUMP IN TWO UNIQUE PARTS. ONE OF THE PARTS OF THIS CURRENT IS TRANSMITTED TO THE INJECTORS (BY LINE 12), WHICH ABSORB THE QUANTITY NECESSARY UNDER THE OPERATING CONDITIONS OF THE ENGINE. THE REMAINDER IS RETURNED TO THE TANK OF THE VEHICLE (BY LINE 15).
Description
No 1 La présente invention concerne des régulateurs deNo 1 The present invention relates to regulators of
pression de carburant et, plus particulièrement, un régula- fuel pressure and, more particularly, a regulation
teur comprenant les éléments fonctionnels qui constituent l'objet de la demande de brevet italien n0 3325 A/78 du 7 février 1978. La partie caractérisante du régulateur décrit dans cette demande de brevet est l'utilisation d'un élément de clapet constitué d'une hémisphère, dont le centre est situé dans la surface plane la limitant et qui commande l'entrée tor comprising the functional elements which constitute the subject of Italian patent application No. 3325 A / 78 of February 7, 1978. The characterizing part of the regulator described in this patent application is the use of a valve element consisting of a hemisphere, the center of which is located in the plane surface limiting it and which controls entry
à une conduite de retour au réservoir. Cet élément de cla- to a return line to the tank. This element of cla-
pet est sollicité par des forces élastiques de façon à rester pet is stressed by elastic forces so as to remain
en contact avec les parois d'une cavité formée dans un sup- in contact with the walls of a cavity formed in a sup-
port solidaire du diaphragme, de sorte que les mouvements du plan de l'élément de clapet sont égaux aux mouvements du integral with the diaphragm, so that the movements of the plane of the valve element are equal to the movements of the
support.support.
Ce régulateur de pression propose des configura- This pressure regulator offers configura-
tions qui sont nouvelles sur le plan de la brevetabilité, originales et techniquement valables. Cependant, il soulève certains problèmes de construction et de montage qui sont that are new in patentability, original and technically valid. However, it raises certain construction and mounting problems which are
difficiles à résoudre dans le cas d'une production en série. difficult to solve in the case of mass production.
L'objet de la présente invention est d'éviter les problèmes ci-dessus au moyen d'un élément de clapet qui sur le plan fonctionnel ne s'éloigne pas de la solution proposée The object of the present invention is to avoid the above problems by means of a valve element which functionally does not depart from the proposed solution
dans ladite demande de brevet, mais qui est plus apte à ré- in said patent application, but which is more apt to
2. soudre les problèmes de construction et de montage soulevés 2. solve the construction and assembly problems raised
par une fabrication en série.by mass production.
La présente invention sera bien comprise lors de The present invention will be well understood during
la description suivante faite en relation avec les dessins the following description made in relation to the drawings
ci-joints dans lesquels La figure 1 est une vue, en partie en coupe, d'un attached in which Figure 1 is a view, partly in section, of a
régulateur selon la présente invention suivant un plan conte- regulator according to the present invention according to a plan
nant l'axe de symétrie du dispositif; et La figure 2 est une vue, en partie en coupe, de l'élément de clapet constituant une partie de régulateur de nant the axis of symmetry of the device; and FIG. 2 is a view, partly in section, of the valve element constituting a regulator part of
la figure 1.Figure 1.
Le régulateur représenté en figure 1 est constitué d'une enveloppe métallique 1 divisée intérieurement par une The regulator shown in Figure 1 consists of a metal casing 1 internally divided by a
membrane 2 en deux chambres 3 et 4 qui ne communiquent pas. membrane 2 in two chambers 3 and 4 which do not communicate.
La chambre 3 est définie par un logement 30 en Room 3 is defined by a housing 30 in
plus de la membrane 2. La chambre 4 est définie par un loge- more than membrane 2. Chamber 4 is defined by a housing
ment 40 en plus de la membrane 2.ment 40 in addition to the membrane 2.
Les bords 31 et 41 des deux logements 3 et 4 sup- The edges 31 and 41 of the two housings 3 and 4 sup-
portent la membrane 2, et sont fixés ensemble par une bague 9, dont les parties 90 et 92 reposent respectivement sur des carry the membrane 2, and are fixed together by a ring 9, the parts 90 and 92 of which rest respectively on
parties tronconiques 32 et 45 des bords 31 et 41. frustoconical parts 32 and 45 of the edges 31 and 41.
La chambre 3 est reliée à un collecteur d'admis- Room 3 is connected to an intake manifold
sion (non représenté) par une première conduite (non repré- sion (not shown) by a first pipe (not shown
sentée) qui est montée sur un tube 10. Ainsi, la pression de référence du collecteur d'admission se trouve établie which is mounted on a tube 10. Thus, the reference pressure of the intake manifold is established
dans la chambre 3.in room 3.
La chambre 4 est reliée à une pompe d'admission Chamber 4 is connected to an intake pump
en carburant par une seconde conduite (non représentée) mon- in fuel through a second line (not shown)
tée sur un tube 11, aux injecteurs du système d'injection par une troisième conduite (non représentée) montée sur un tée on a tube 11, to the injectors of the injection system by a third line (not shown) mounted on a
tube 12, et-d'autre part au réservoir de carburant du véhi- tube 12, and on the other hand to the fuel tank of the vehicle
cule par une quatrième conduite (non représentée) montée sur runs through a fourth pipe (not shown) mounted on
un tube de raccord 5.a connecting tube 5.
Si cela est commode ou approprié, les raccords d'ad- If convenient or appropriate, the connection fittings
mission 11 et 12 peuvent être remplacés par un seul raccord 11. Le tube de raccord 5 comprend une partie 50 qui est 3. insérée dans un alésage traversant 44 pratiqué dans la partie inférieure du logement 40. Au sommet de l'alésage 44, et sur le même axe, se trouve un siège 46, de forme polygonale mission 11 and 12 can be replaced by a single fitting 11. The connecting tube 5 comprises a part 50 which is 3. inserted into a through bore 44 made in the lower part of the housing 40. At the top of the bore 44, and on the same axis, there is a seat 46, of polygonal shape
lorsqu'on le regarde en plan, qui contient la tête hexagona- when viewed in plan, which contains the hexagon head
le du tube 5 de façon à en éviter la rotation. Une surface tronconique 43 relie l'alésage 44 au siège 46. Une surface the tube 5 so as to avoid rotation. A frustoconical surface 43 connects the bore 44 to the seat 46. A surface
tronconique-52 qui constitue une partie du tube 5 y est as- frustoconical-52 which constitutes a part of the tube 5 is there as-
sise. Cet accouplement réalise une bonne étanchéité au carburant de la chambre 4, ce joint étant amélioré par l'effet de serrage d'un écrou placé sur la partie filetée located. This coupling achieves a good fuel seal of the chamber 4, this seal being improved by the tightening effect of a nut placed on the threaded part.
53 du tube 5.53 of tube 5.
Le tube 5 comprend également un compartiment cy- The tube 5 also includes a cy-
lindrique 54 dans lequel un élément 6 comprenant le siège de clapet est inséré à force. Un siège plat de clapet 61 et une surface plate 62 définie par une couronne circulaire lindrique 54 in which an element 6 comprising the valve seat is inserted by force. A flat valve seat 61 and a flat surface 62 defined by a circular crown
constituent les parties les plus importantes de l'élément 6. constitute the most important parts of element 6.
L'élément 6 supporté par le tube 5, constitue la buse de sortie et s'étend dans la seconde chambre 4. Le siège plat 61 reçoit la surface plate d'élément de clapet 7. Un ressort 63 est disposé entre la surface périphérique circulaire 62 et une surface similaire 73 de l'élément de clapet 7. Le ressort-63 maintient la partie sphérique de l'élément de The element 6 supported by the tube 5 constitutes the outlet nozzle and extends into the second chamber 4. The flat seat 61 receives the flat surface of the valve element 7. A spring 63 is disposed between the circular peripheral surface 62 and a similar surface 73 of the valve element 7. The spring-63 holds the spherical part of the valve element
clapet 7 en contact avec la surface conique 81 d'un compar- valve 7 in contact with the conical surface 81 of a comparison
timent 80 prévu dans un support 8, qui est solidaire de la timent 80 provided in a support 8, which is integral with the
membrane 2 au moyen d'un chapeau 20. membrane 2 by means of a cap 20.
L'extrémité inférieure d'un ressort de commande The lower end of a control spring
21 agit sur le chapeau 20, son autre extrémité étant suppor- 21 acts on the cap 20, its other end being supported
tée par unchapeau 22; Ce dernier comprend un alésage cen- ted by a hat 22; The latter includes a central bore
tral 23 qui renferme la pointe conique 14 d'une vis à tête hexagonale 13 insérée dans un alésage fileté qui traverse une saillie 33 de la partie supérieure du logement 30. En réglant la vis 13, le ressort 21 peut être pré-chargé à une valeur donnée. L'alésage fileté s'évase vers le haut pour devenir le compartiment cylindrique 34 contenant un chapeau d'expansion 15 qui évite le réglage de la vis 13 par une tral 23 which encloses the conical point 14 of a hexagonal head screw 13 inserted in a threaded bore which passes through a projection 33 of the upper part of the housing 30. By adjusting the screw 13, the spring 21 can be preloaded to a given value. The threaded bore flares upwards to become the cylindrical compartment 34 containing an expansion cap 15 which avoids the adjustment of the screw 13 by a
personne non autorisée.unauthorized person.
4. La figure 2 représente en détail l'élément de 4. Figure 2 shows in detail the element of
clapet 7 placé dans le compartiment 80 de la figure 1. valve 7 placed in compartment 80 of FIG. 1.
L'élément de clapet est constitué d'une partie sphérique 72 qui est en contact avec la partie tronconique 81 du compartiment 80 de façon à constituer un joint à rotu- le, dont une surface plate 75 est en regard du siège plat 61 définissant la section de sortie du carburant en excès, d'une surface plate 73 en forme de couronne circulaire sur laquelle repose l'extrémité supérieure du ressort 63, d'une surface cylindrique 74 reliant les surfaces 73 et 75 et sur The valve element consists of a spherical part 72 which is in contact with the frustoconical part 81 of the compartment 80 so as to constitute a ball joint, of which a flat surface 75 is opposite the flat seat 61 defining the excess fuel outlet section, a flat surface 73 in the form of a circular crown on which the upper end of the spring 63 rests, a cylindrical surface 74 connecting the surfaces 73 and 75 and on
laquelle appuie quelques spires du ressort 63 lors d'un sta- which supports a few turns of the spring 63 during a sta-
de précédant le montage du régulateur, d'un trou borgne 76 preceding the mounting of the regulator, a blind hole 76
perpendiculaire à la surface plate 75, et d'une tige cylindri- perpendicular to the flat surface 75, and of a cylindrical rod
que 70 qui s'étend au-dessus d'une surface plate 71 située that 70 which extends over a flat surface 71 located
154dans la partie de l'élément 7 à l'opposé de la surface 75. 154 in the part of the element 7 opposite the surface 75.
L'élément 7 a un axe de symétrie A-A qui coïncide avec les axes Element 7 has an axis of symmetry A-A which coincides with the axes
de symétrie du trou 76 et de la tige 70. Le centre C du sec- of symmetry of the hole 76 and of the rod 70. The center C of the sec-
teur sphérique 72 est situé soit dans le plan 75, soit dans spherical tor 72 is located either in plane 75 or in
un plan parallèle au plan 75 mais déplacé vers le bas. a plane parallel to plane 75 but moved down.
Bien que ne faisant pas directement l'objet de la Although not directly the subject of the
présente invention, le fonctionnement d'un régulateur de pres- present invention, the operation of a pressure regulator
sion sera décrit brièvement, de façon à montrer l'importance de la position du centre de rotation C de l'élément de clapet sion will be described briefly, so as to show the importance of the position of the center of rotation C of the valve member
7 dans le plan 75.7 in plan 75.
, Pendant le fonctionnementt du moteur, la différen- , During engine operation, the difference
ce entre la pression dans la conduite d'alimentation de l'injec- ce enters the pressure in the injector supply line
teur en carburant reliée à la chambre de commande 4 par le tu- fuel counter connected to the control chamber 4 by the tu-
be 12 et la pression dans le collecteur d'admission dans le- be 12 and the pressure in the intake manifold in the-
quel sont disposés les injecteurs doit rester constante pour toutes les conditions de fonctionnementdn moteur. Dans ce but, le régulateur fait varier la surface de refoulement définie which are arranged the injectors must remain constant for all operating conditions of the engine. For this purpose, the regulator varies the defined delivery surface
entre la surface 75 et le siège 61 de la buse 6. between the surface 75 and the seat 61 of the nozzle 6.
Supposons que la pression dans le collecteur aug- Suppose that the pressure in the manifold increases
mente; de façon à maintenir constante cette différence de pression, la surface plate 75 se rapproche de la buse 61 sous lie; so as to keep this pressure difference constant, the flat surface 75 approaches the nozzle 61 under
l'effet de la poussée due à l'augmentation de la pression agis- the effect of the thrust due to the increased pressure acting
sant sur le côté de la membrane 2 en regard de la chambre 3, 5. dans laquelle règne la pression du collecteur comme cela a sant on the side of the membrane 2 opposite the chamber 3, 5. in which prevails the pressure of the manifold as it has
déjà été indiqué. La réduction ainsi provoquée de la surfa- already indicated. The resulting reduction in surface area
ce de retour au réservoir provoque l'augmentation de la pres- this back to the tank increases the pressure
sion dans la chambre 4 suivant une valeur pratiquement iden- sion in chamber 4 to a practically identical value
tique à celle de la pression dans la chambre 3, ce qui a pour effet de maintenir une différence de pression constante to that of the pressure in chamber 3, which has the effect of maintaining a constant pressure difference
entre l'alimentation des injecteurs et le collecteur d'admis- between the injectors supply and the intake manifold
sion.if we.
Si la pression dans le collecteur diminue, le régu- If the pressure in the manifold decreases, the regulator
lateur procède alors au réglage nécessaire de la pression d'alimentation des injecteurs en écartant la surface 75 de lator then makes the necessary adjustment of the injector supply pressure by moving the surface 75 away from
la buse 61 par un mécanisme similaire. the nozzle 61 by a similar mechanism.
Par rapport à la description donnée dans la deman- Compared to the description given in the request
de de brevet n0 3325 A/'78 citée ci-dessus, la présente confi- of Patent No. 3325 A / '78 cited above, the present confi-
guration permet une construction plus facile, comme cela sera illustré ciaprès, et une augmentation des caractéristiques d'auto-stabilisation de l'élément de clapet 7 car il est maintenant possible de déplacer le centre d'application de la résultante des forces de fermeture agissant sur l'élément de clapet plus au-dessous du plan de commande défini par la guration allows easier construction, as will be illustrated below, and an increase in the self-stabilization characteristics of the valve element 7 since it is now possible to move the center of application of the resultant closing forces acting on the valve member further below the control plane defined by the
surface 75,et de déplacer la résultante des forces d'ouver- surface 75, and to move the resulting open forces
ture exercées par le ressort 63 reposant sur la couronne de ture exerted by the spring 63 resting on the crown of
l'élément de clapet 7 plus au-dessus du plan 75. the valve member 7 plus above the plane 75.
La présente invention résoud les probloèmes particu- The present invention solves the particular problems
liers de fabrication et de montage.manufacturing and assembly lines.
L'élément de clapet 7 peut être fabriqué par usina- The valve member 7 can be manufactured by factory
ge dans des machines automatiques d'une barre cylindrique age in automatic machines of a cylindrical bar
en matériau approprié. Il existe diverses méthodes de fabri- made of suitable material. There are various manufacturing methods
cation en série de l'élément 7. Deux de ces méthodes seront serial cation of element 7. Two of these methods will
décrites de façon à montrer la simplicité d'exécution. described to show the simplicity of execution.
La première méthode consiste à utiliser un outil de formage sur un tour automatique. Le profil de cet outil The first method is to use a forming tool on an automatic lathe. Profile of this tool
correspond à celui de l'élément 7, à l'exclusion de l'alésa- corresponds to that of element 7, excluding the
ge 76, lorsque la barre tourne autour de l'axe de révolution age 76, when the bar rotates around the axis of revolution
A-A. L'alésage 76 est formé au moyen d'un taillant de perça- A-A. The bore 76 is formed by means of a drill bit
ge.ge.
La seconde méthode consiste à utiliser un tour pro- The second method is to use a pro lathe
6.6.
grammé qui procède à une avance transversale de façon à dé- grammage which carries out a transverse advance so as to
finir complètement l'élément 7.finish item 7 completely.
De façon à mieux comprendre la fonction de la tige qui définit physiquement l'axe de symétrie de la pièce 5. 7, il faut noter que la rugosité de la surface 75 doit être très faible, pour obtenir un fonctionnement correct du régulateur. Pour obtenir une surface ayant une rugosité très faible, une opération de polissage doit être exécutée sur In order to better understand the function of the rod which physically defines the axis of symmetry of the part 5.7, it should be noted that the roughness of the surface 75 must be very low, in order to obtain correct operation of the regulator. To obtain a surface with very low roughness, a polishing operation must be performed on
la surface 75 après définition de l'élément 7. Cette opéra- surface 75 after definition of element 7. This operation
tion peut être exécutée sur de nombreux éléments qui sont tion can be executed on many elements which are
maintenus dans un dispositif de serrage. held in a clamping device.
Ce dispositif de serrage est constitué d'une plaque métallique dans laquelle de nombreux trous ont été pratiqués, chaque trou pouvant recevoir la tige 70 de l'élément 7, de façon à maintenir son axe de symétrie perpendiculaire au plan de la plaque. Par conséquent, le plan 75 est parallèle au plan de la plaque et dirigé vers l'extérieur, alors que le This clamping device consists of a metal plate in which many holes have been made, each hole being able to receive the rod 70 of the element 7, so as to maintain its axis of symmetry perpendicular to the plane of the plate. Consequently, the plane 75 is parallel to the plane of the plate and directed outwards, while the
plan 71 bute contre la surface de la plaque. plan 71 abuts the surface of the plate.
Les pièces 7 étant montées sur cette plaque par insertion des tiges 70 dans les trous respectifs, un outil The parts 7 being mounted on this plate by inserting the rods 70 into the respective holes, a tool
de polissage est passé sur toutes les surfaces 75 qui se trou- polishing is passed on all surfaces 75 which are
vent alors rigidement positionnées dans un plan bien défini. wind then rigidly positioned in a well defined plane.
La forme de l'élément de clapet 7 représentée en figu- The shape of the valve element 7 shown in fig-
re 2 rend possible l'assemblage du régulateur 1 par des ma- re 2 makes it possible to assemble regulator 1 by means of
chines automatiques. Cela est dû au fait que l'alésage 76 permet le support de la pièce 7 au moyen d'un dispositif automatic chines. This is due to the fact that the bore 76 allows the support of the part 7 by means of a device
automatique approprié pendant l'un des stades de l'assembla- automatic suitable during one of the stages of the assembly
ge. Ce dispositif le maintient dans une position coaxiale au logement 40, ce qui permet de trouver immédiatement un même axe entre le logement 40 et l'élément de support 8, dont la cavité tronconique 81 est supportée par la surface sphérique 72 de l'élément 7. La membrane 2 se trouve alors correctement positionnée par rapport au bord 41 du logement ge. This device maintains it in a position coaxial with the housing 40, which makes it possible to immediately find the same axis between the housing 40 and the support element 8, the frustoconical cavity 81 of which is supported by the spherical surface 72 of the element 7 The membrane 2 is then correctly positioned relative to the edge 41 of the housing.
40.40.
Les opérations suivantes impliquant le montage et le réglage du ressort 21, et l'assemblage et la fixation du The following operations involving the mounting and adjustment of the spring 21, and the assembly and fixing of the
logement 30 avec la bague 9 peuvent être immédiatement exêcu- housing 30 with ring 9 can be immediately executed
7.7.
tées d'une manière particulièrement simple. particularly simple.
La présente invention n'est pas limitée aux exem- The present invention is not limited to the examples
ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui' apparaîtront à l'homme de l'art. 8. ples of realization which have just been described, it is on the contrary susceptible of variants and modifications which 'will appear to the person skilled in the art. 8.
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