FR2555254A1

FR2555254A1 - Dispositif d'injection de combustible liquide

Info

Publication number: FR2555254A1
Application number: FR8418136A
Authority: FR
Inventors: Edward Robert Lintott; Kenneth Maxwell Harris
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1983-11-23
Filing date: 1984-11-22
Publication date: 1985-05-24
Anticipated expiration: 2004-11-22
Also published as: GB8331246D0; US4590910A; IT1177170B; JPH0416629B2; JPS60132062A; ES537806A0; IT8423545A0; IT8423545A1; DE3442821A1; GB2150227A; GB2150227B; GB8427505D0; FR2555254B1; ES8601403A1

Abstract

CE DISPOSITIF EST DU TYPE COMPRENANT UNE POMPE D'INJECTION DE COMBUSTIBLE A HAUTE PRESSION 10 A PLONGEUR ALTERNATIF 11 POSSEDANT UNE SORTIE 13 QUI, EN UTILISATION, EST RELIEE A UN INJECTEUR DU MOTEUR ALIMENTE PAR CE DISPOSITIF, UNE POMPE D'ALIMENTATION A BASSE PRESSION SERVANT A FOURNIR LE COMBUSTIBLE SOUS PRESSION A LA POMPE A HAUTE PRESSION PENDANT LES PERIODES DE REMPLISSAGE DE CETTE POMPE, DES MOYENS DE PASSAGE 34 QUI RELIENT LA POMPE D'ALIMENTATION A UNE ENTREE DE LA POMPE A HAUTE PRESSION, UNE SOUPAPE DE DECHARGE 38 A COMMANDE ELECTRIQUE QUI PEUT ETRE MANOEUVREE POUR DEVIER LE COMBUSTIBLE A HAUTE PRESSION SORTANT DE LA POMPE A HAUTE PRESSION POUR COMMANDER DE CETTE FACON LA QUANTITE DE COMBUSTIBLE REFOULEE A TRAVERS LA SORTIE 13. IL COMPREND UN DISTRIBUTEUR 35 INTERCALE DANS LES MOYENS DE PASSAGE 34 ET POUVANT ETRE ACTIONNE POUR IMPOSER UN ETRANGLEMENT VARIABLE AU COURANT DE COMBUSTIBLE QUI PARCOURT LES MOYENS DE PASSAGE 34, ET DES MOYENS A COMMANDE MECANIQUE 50 A 59 QUI PEUVENT ETRE ACTIONNES CONJOINTEMENT AVEC LE DISTRIBUTEUR 35 POUR FERMER LA SOUPAPE DE DECHARGE 38.

Description

"Dispositif d'injection de combustible liquide" L' invention se rapporte à

un dispositif d'injection de combustible liquide destiné à alimenter en combustible un moteur à combustion interne, cet appareil étant du type comprenant une pompe d'injection de combustible à haute pression à plongeur alternatif ayant une sortie qui, en utilisation, est reliée à un injecteur d'un moteur alimenté par ce dispositif, une pompe d'alimentation à basse pression servant à fournir le combustible sous pression à la pompe à haute pression pendant les périodes de remplissage de

celle-ci, des moyens de passage qui relient la pompe d'a-

limentation à une entrée de la pompe à haute pression, et une soupape de décharge à commande électrique qui peut

être manoeuvrée pour dévier le combustible à haute pres-

sion de la pompe à haute pression, afin de régler ainsi

la quantité de combustible refoulée à travers la sortie.

L'utilisation d'une soupape de décharge à commande électrique permet d'obtenir un réglage très précis de la quantité de combustible fournie au moteur. Dans la plupart

des cas, la soupape sera actionnée par voie électromagné-

tique et commandée par un dispositif de commande électro-

nique. On fait en sorte que, dans le cas d'une panne élec-

trique, la soupape de décharge prenne la position ouverte, en s'opposant ainsi à la fourniture de combustible au moteur. Il est souhaitable de réaliser un agencement tel que le combustible puisse être débité au moteur de manière à permettre de faire démarrer le moteur et de le faire travailler avec une puissance limitée, par exemple en vue de permettre de conduire le véhicule entraîné par le moteur

à un endroit o il sera en sécurité.

Un but de la présente invention est de réaliser un dispositifdu genre précité dans lequel cet objectif soit atteint.

Selon l'invention, dans un dispositif du genre spéci-

fié, le passage comprend une soupape pouvant être action-

née pour imposer un étranglement variable au courant de combustible qui parcourt les moyens de passage et des moyens à commande mécanique, qui peuvent être actionnés conjointement avec cette soupape pour fermer la soupape

de décharge.

Un exemple d'un dispositif d'injection de combustible selon l'invention sera à présent décrit en référence aux dessins annexes sur lesquels: Figure 1 est une représentation schématique de l'appareil; Figures 2 et 3 représentent différentes positions

de réglage d'un élément qui est représenté dans une pre-

mière position de réglage sur figure 1; Figure 4 est une vue en plan,avec coupe partielle, d'un mode de réalisation pratique du dispositif; Figure 5 est une vue en élévation de côté à angle droit de l'objet de figure 4; et

Figure 6 est une vue de côté extérieure prise per-

pendiculairement à la figure 5.

Dans l'exemple de réalisation représenté sur les

dessins, le dispositif comprend une pompe d'injection de com-

bustible à haute pression désignée dans son ensemble par

(10) et comprenant un plongeur (11) qui coulisse alterna-

tivement dans un alésage (12), lequel présente un passage de sortie (13) relié par un clapet de refoulement (14)

chargé par ressort à un distributeur de combustible dési-

gné dans son ensemble par (15) et qui comprend un élément

mobile rotatif (16). Le distributeur distribue le combus-

tible débité au cours des mouvements successifs du plongeur

de pompage dirigés vers l'intérieur, vers un certain nom-

bre de sorties (17) tout à tour, les sorties étant reliées respectivement aux injecteurs de combustible du moteur alimenté par le dispositif. L'élément mobile du distributeur possède une paire de gorges longitudinales disposées l'une

à l'opposé de l'autre et reliées à une gorge circonféren-

tielle, cette dernière étant reliée au passage de sortie

(13) à travers le clapet de refoulement (14).

Le plongeur (11) est relié à un mécanisme à pous-

soir indiqué en (18) et il est entraîné vers le haut au moyen d'une came (19) montée sur un arbre d'entraînement (20) et repoussée vers le bas par un levier et par un deuxième mécanisme à poussoir (non représenté) qui est également actionné par la came. L'arbre d'entraînement porte également un pignon conique (21) avec lequel engrène un autre pignon conique (22) accouplé à l'élément (16) du distributeur. L'arbre d'entraînement est entraîné en synchronisme avec le moteur. L'arbre, dont l'élément mobile (16) du distributeur fait partie, porte le rotor,

désigné dans son ensemble par (23), d'une pompe d'alimen-

tation en combustible à basse pression qui comprend une entrée (24) et une sortie (25). En utilisation, l'entrée (24) est reliée à une source de combustible et la sortie (25) est reliée à un réservoir de combustible désigné dans son ensemble par (26). Le réservoir de combustible comprend un piston (27) qui est monté coulissant dans le

cylindre (28) et le piston est sollicité vers une extré-

mité du cylindre au moyen d'un ressort de compression hélicoïdal (29). Dans la paroi du cylindre est formé un orifice (30) qui est démasqué par le piston lorsque ce

dernier s'est déplacé d'une certaine distance prédétermi-

née à l'encontre de l'action du ressort (29). L'orifice (30) communique avec l'entrée (24) de la pompe à basse pression et le piston a pour action de régler la pression de sortie de la pompe. L'extrémité du cylindre (28) qui

renferme le ressort (29) communique également avec l'en-

trée (24).

Dans la paroi de l'alésage (12) qui renferme le plongeur (11) est formée une gorge circonférentielle (33) et cette gorge constitue l'entrée de combustible pour la

pompe à haute pression.

La gorge (33) communique, à l'aide d'un passage (34), avec le réservoir (26),et un distributeur (35),qui sera décrit plus loin, règle le débit du combustible qui

parcourt le passage (34). Le réservoir communique égale-

ment, par un passage (37) avec une soupape de décharge qui est désignée dans son ensemble par (38). La soupape de

décharge comprend un élément mobile (39) chargé par res-

sort qui est de configuration appropriée pour coopérer avec un siège. L'élément mobile est sollicité par ressort

vers la position ouverte et il est sollicité pour s'appli-

quer contre le siège lorsqu'un dispositif électromagnéti- que (41) associé à la soupape (38) est excité. Lorsque le dispositif électromagnétique est désexcité, le ressort écarte l'élément mobile de son contact à joint étanche avec le siège et ceci permet aucombustible de passer du

passage (13) au passage (37).

Lorsqu'il se trouve dans sa position extrême exté-

rieure ou basse, sous la commande de la came (19), le plongeur (11) ouvre la gorge circonférentielle (33) sur la chambre de pompage qui est définie par l'alésage (12) et par le plongeur. On supposera pour le moment que le distributeur (35) est ouvert et que le plongeur se trouve

à la limite maximale extérieure de sa course avec la cham-

bre de pompage pleine de combustible. Lorsque l'arbre d' entraînement (20) tourne, un mouvement vers l'intérieur est imprimé au plongeur (11) et la gorge (33) est masquée par l'extrémité du plongeur. Le combustible contenu dans la chambre de pompage est maintenant refoulé le long du passage (13) et, si la soupape de décharge (38) est dans la position fermée, le fluide sera refoulé vers une sortie (17) en passant par le clapet de refoulement (14). Si, pendant ce refoulement du combustible, ou avant que le refoulement ne commence, la soupape de décharge s'ouvre,

le combustible sera renvoyé au réservoir (26) par le pas-

sage (37). Aucun combustible ne s'écoulera alors vers la sortie (17). La quantité maximum de combustible qui peut être débitée est déterminée par la course que le plongeur

décrit après que son extrémité ait masqué la gorge (33).

La soupape de décharge peut être actionnée à n'importe

quel moment pour déterminer l'instant du débit du combus-

tible et la quantité de combustible débitée. Une gorge de fuite (42) est prévue dans l'alésage (12) et reliée à 1' entrée de combustible (24) et il est prévu une autre gorge

(43) qui est reliée à une source de lubrifiant.

Le mouvement du plongeur vers l'extérieur est com-

mandé par le deuxième mécanisme à poussoir et, si la sou-

pape de décharge (38) reste dans la position ouverte, le fluide peut s'écouler du passage (37) dans l'alésage (12) sous l'action de la soupape de décharge. Une certaine quantité de combustible pénètre dans l'alésage lorsque la gorge (33) est démasquée par le plongeur et, si la soupape de décharge est fermée pendant le mouvement descendant du

plongeur tout le combustible pénètre dans l'alésage en pas-

sant par la gorge (43).

En cas de défaillance du dispositif de commande qui alimente le dispositif électromagnétique (41) et/ou de défaillance de ce dispositif lui-même, la soupape de décharge prend sa position ouverte sous l'action de son ressort et, de cette façon, aucun combustible n'est refoulé vers le moteur. Le moteur est donc protégé puisque, si la soupape de décharge restait dans la position fermée en cas de défaillance, le moteur recevrait le débit maximum de combustible, ce qui pourrait conduire à un emballement du

moteur, qui pourrait à son tour se traduire par une dété-

rioration de celui-ci.

Le distributeur (35) mentionné plus haut est prévu pour permettre d'alimenter le moteur avec une quantité de combustible limitée dans une situation de détresse. Ainsi qu'on l'a mentionné plus haut, le distributeur (35) régle le débit du combustible qui parcourt le passage (34) qui, en fait, comprend deux passages (34A et 34B). Le passage (34A) est de grande section pour éviter tout étranglement du courant de combustible envoyé à l'alésage (12) pendant le fonctionnement normal du circuit. Le distributeur (35) comprend un élément mobile tournant (44), dans lequel est formé un perçage (45) possédant une section appropriée

pour relier les deux parties du passage (34A) sans impo-

ser d'étranglement lorsque le distributeur se trouve

dans une première position. Le passage (34B) est de sec-

tion plus faible et il peut par lui-même imposer un cer-

tain étranglement à l'écoulement du combustible. L'élément mobile (44) présente un perçage (46) qui, dans une deuxième position du distributeur, comme représenté sur la figure 2, relie les deux parties du passage (34B). Le perçage (46) est formé de manière à constituer un orifice calibré qui impose un étranglement à l'écoulement du combustible et,

en outre, l'orifice de débouché du perçage sur la périphé-

rie de l'élément mobile du distributeur communique avec un méplat prévu sur cet élément mobile, de sorte qu'on peut obtenir un étranglement variable du courant de combustible

en plaçant l'élément mobile du distributeur dans la deu-

xième position. Dans une troisième position de l'élément mobile, qui est représentée sur la figure 3, et qui se trouve entre la première et la deuxième position, les deux

perçages sont hors de coïncidence avec leurs passages res-

pectifs et, de cette façon, il ne peut pas se produire

d'écoulement de combustible en direction de la pompe d'in-

jection à travers les passages.

Dans une situation o il s'est produit une défail-

lance du dispositif de commande et/ou du dispositif élec-

tromagnétique (41), le distributeur (35) est amené à sa deuxième position. Ceci permet au combustible de s'écouler vers l'alésage (12) avec un débit limité. Toutefois, la soupape de décharge (38) doit être fermée, sinon l'alésage

se remplirait de combustible pendant le mouvement descen-

dant du plongeur mais, ce qui est plus important, au cours du mouvement ascendant du plongeur, tout le combustible serait renvoyé au réservoir. Pour cette raison, on prévoit une tringlerie mécanique reliant le distributeur (35) à la soupape de décharge (38) pour garantir que, lorsque le distributeur (35) est amené à sa deuxième position, la

soupape de décharge soit placée dans sa position fermée.

Lorsque la soupape de décharge est fermée, l'écoulement du combustible vers la chambre de pompage de la pompe à haute

pression se produit par le passage (34B) et il est étran-

glé de telle manière que le refoulement de la pompe à haute pression soit étranglé. La dimension de l'orifice calibré intercalé dans le perçage (46) déterminera la

puissance maximum qui peut être développée par le moteur.

L'arrangement permettra cependant de démarrer le moteur mais sa sortie de puissance sera strictement déterminée par l'effet d'étranglement. Le distributeur (35) peut être amené à la troisième position représentée sur la figure 3 pour provoquer une arrêt d'urgence tel que, par exemple, celui qui peut être

exigé dans le cas improbable o, dans l'utilisation nor-

male du dispositif, l'élément mobile de la soupape de décharge resterait collé en position fermée. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 3, les passages (34A) et (34B)

sont fermés de sorte que, bien qu'il ne puisse pas se pro-

duire de décharge du combustible à la sortie (13) de la pompe à haute pression, aucun débit de combustible n'est fourni à la pompe, de sorte que l'alimentation du moteur

en combustible doit nécessairement être interrompue.

Divers autres passages sont représentés sur la figure 1 des dessins, l'un de ces passages étant indiqué en (47), ce passage établissant un courant de combustible arrivant du réservoir (26) pour assurer le refroidissement

du dispositif électromagnétique (41). Le passage (47) pré-

sente un orifice calibré (48) à son point d'entrée dans

le dispositif (41), pour restreindre le débit de combus-

tible, et le combustible sortant du dispositif électro-

magnétique est envoyé à une bâche, avantageusement au réservoir d'alimentation en combustible, en passant par

un passage de sortie (49).

On décrira maintenant le mouvement de l'élément mobile (44) du distributeur et la fermeture de la soupape de décharge en considérant tout d'abord la fermeture de la soupape de décharge. Le mouvement de l'élément mobile (39)

de la soupape de décharge est commandé au moyen d'un pro-

fil de came formé à l'extrémité d'un arbre (50) auquel on peut imprimer un mouvement angulaire représenté sur la

figure 4. L'extrémité de l'arbre (50) est également visi-

ble sur la figure 1 mais il convient de souligner que la disposition des éléments sur la figure 1 est tournée par rapport à celle de la figure 4. L'arbre (50) se prolonge au-delà du carter de l'appareil et la partie prolongée porte un levier (51) qui part d'une bague (51A) qui est mobile en position angulaire sur l'arbre. Sur l'arbre est également montée une autre bague (51B) qui est fixée à l'arbre par une goupille qui traverse l'arbre. Les bagues (51A) et (5lB) présentent des parties opposées qui sont sollicitées pour entrer en prise entre elles par un ressort hélicoïdal (52) qui entoure la bague (51A) et dont une extrémité est en prise avec une partie saillante de la goupille précitée. La bague (51A) porte une saillie (53) destinée à coopérer avec une butée (54), les bagues, l'arbre, le levier et la saillie étant sollicités, par un autre ressort dont la queue est représentée en (53A), de manière que la saillie (53) s'applique contre la butée (54). Dans cette position, le

profil de came est dégagé de l'élément (39) de la soupape.

L'élément mobile (44) du distributeur (35) est éga-

lement prolongé pour définir un arbre (55) qui se prolonge au-delà du carter. L'arbre (55) porte un levier (56) dont l'amplitude du mouvement est limitée par une paire de butées (57). Le levier porte un doigt (58) dirigé vers l'extérieur destiné à être relié à un câble de commande et un doigt (59) dirigé vers l'intérieur et destiné à

coopérer avec le levier (51). Dans le fonctionnement nor-

mal du dispositif, le levier (56) est maintenu dans la

position dans laquelle il est représenté en traits conti-

nus sur la figure 6-et, dans cette position, le perçage (45) de l'élément mobile (44) établit la communication

entre les parties des passages (34A).

Lorsque le levier (56) est tourné dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre jusqu'à la position identifiée par la référence (60) sur la figure

6, l'élément mobile (44) du distributeur prend sa troi-

sième position, comme représenté sur la figure 3. Dans cette position, l'écoulement du combustible à travers les

passages (34A) et (34B) est interrompu et le moteur s'ar-

rête. On remarquera que, lorsque le levier (56) est amené à la position précitée, le doigt (59) coopère avec le levier (51) et commence à entraîner le levier dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, en pro- voquant un mouvement angulaire de l'arbre (50). Au moment

o l'on atteint la position (60) du levier (56), le pro-

fil de came prévu sur l'arbre (50) a appliqué l'élément mobile (39) de la soupape de décharge sur son siège. La poursuite du mouvement du levier vers la butée limite (57) et vers la position représentée en (61) provoque la poursuite du mouvement du levier (51), mais le ressort (52) cède de sorte que l'arbre (50) ne poursuit pas son

mouvement après la fermeture de la soupape de décharge.

Le mouvement du levier (56) oblige l'élément mobile (44) à ouvrir progressivement la communication le long

du passage (34B), jusqu'à ce qu'on atteigne le débit maxi-

mum dans la position (61), le débit maximum étant déter-

miné par le degré d'étranglement déterminé par le perçage

(46).

Lorsque le levier est poussé au-delà de la deuxième position (60), le moteur peut être mis en marche et l'on

peut le faire travailler à faible puissance pour permet-

tre le déplacement du véhicule entraîné par ce moteur. Le câble de commande qui est relié au doigt (58) est relié à un levier pouvant être commandé à la main. En manoeuvrant le levier (56) entre les positions (60) et (61), on obtient

un effet d'étranglement réglable.

Etant donné que les leviers (56) et (57) se trou-

vent à l'extérieur du dispositif, il y a un risque de manipulation indue de ces leviers; en particulier, le levier (51) pourrait être mis en position pour fermer la soupape de décharge (34) alors que le levier (56) se trouve dans la position de marche normale. Pour éviter ce risque, il est prévu un mécanisme de condamnation (non représenté) pour faire en sorte que le levier (51) ne puisse pas être

déplacé sans déplacement du levier (56).

Claims

- REVENDICATIONS -

1.- Dispositif d'injection de combustible liquide destiné à alimenter en combustible un moteur à combustion interne, ce dispositif comprenant une pompe d'injection de combustible à haute pression (10) à plon- geur alternatif (11) possédant une sortie (13) qui, en utilisation, est reliée à un injecteur du moteur alimenté

par ce dispositif, une pompe d'alimentation à basse pres-

sion servant à fournir le combustible sous pression à la pompe à haute pression pendant les périodes de remplissage de cette pompe, des moyens de passage (34) qui relient la pompe d'alimentation à une entrée de la pompe à haute

pression, une soupape de décharge (38) à commande électri-

que qui peut être manoeuvrée pour dévier le combustible à haute pression sortant de la pompe à haute pression pour commander de cette façon la quantité de combustible refoulée à travers la sortie (13), caractérisé en ce qu' il comprend en outre un distributeur (35) intercalé dans les moyens de passage (34), ce distributeur

pouvant être actionné pour imposer un étranglement varia-

ble au courant de combustible qui parcourt les moyens de passage (34), et des moyens à commande mécanique (50 à 59),

qui peuvent être actionnés conjointement avec le distribu-

teur (35) pour fermer la soupape de décharge (38).

2.- Dispositif selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que le distributeur (35) peut également

être manoeuvré de manière à interdire l'écoulement du com-

bustible dans les moyens de passage (34).

3.- Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que les moyens de passage (34) comprennent un premier et un deuxième passages (34A,34B) et en ce que l'élément mobile (44) du distributeur (35) est

muni de perçages correspondants (45,46), le premier pas-

sage (34A) et le perçage correspondant (45) permettant un écoulement sensiblement non étranglé du combustible

vers la pompe à haute pression dans le fonctionnement nor-

mal et dans une première position du distributeur (35), les perçages (45, 46) du distributeur étant hors de coincidence avec les passages (34A,34B) dans une deuxième position du distributeur, ce deuxième passage (34B) et le perçage correspondant (46) donnant passage à un débit de combustible variable mais étranglé lorsque le distributeur (35) est amené de la deuxième

position à une troisième position.

4.- Dispositif selon la revendication 3, caracté-

risé en ce que dans la troisième position du distri-

buteur - (35), le combustible ne peut pas circuler dans

les moyens de passage (34).

5.- Dispositif selon la revendication 4, caracté-

risé en ce que les moyens à commande mécanique comprennent un premier arbre (50) mobile en mouvement angulaire, un profil de came formé sur l'arbre pour coopérer avec la soupape de décharge (38) lorsque le premier arbre subit une rotation partielle, un premier levier (51) monté sur le premier arbre, un deuxième arbre couplé au distributeur (35) intercalé dans le passage, un deuxième levier (56) monté sur le deuxième arbre, une saillie (59) prévue sur le deuxième levier pour coopérer avec le premier levier lorsque le deuxième levier est mis en mouvement pour faire passer le distributeur (35) de la première position à la deuxième position, la soupape de décharge (38) étant fermée lorsque le distributeur intercalé dans les

moyens de passage (34) se trouve dans sa deuxième position.

6.- Dispositif selon la revendication 5, caracté-

risé en ce qu'il comprend des moyens (51A,51B,52) qui relient le premier levier (51) au premier arbre (50) et

qui permettent au premier levier de poursuivre son mouve-

ment sous l'action du deuxième levier (56) après la fer-

meture de la soupape de décharge (38).

7.- Dispositif selon la revendication 6, caracté-

risé en ce qu'il comprend un mécanisme de condamnation qui peut être mis en action pour interdire le mouvement du premier levier (51), dans le sens de la fermeture de la soupape de décharge (38), sauf sous l'action du deuxième

levier (56).