FR2564900A1 - Dispositif d'injection de carburant pour moteur a combustion interne. - Google Patents

Abstract

LA CHAMBRE DE PRESSION16 DE LA POMPE D'INJECTION11 EST RELIEE A LA CHAMBRE D'ALIMENTATION14 PAR AU MOINS UN PERCAGE D'ASPIRATION21 ET AU MOINS UN PERCAGE DE DECHARGE22; DANS LA COURSE DE REFOULEMENT, L'ARETE DE COMMANDE SUPERIEURE17 DU PISTON15 QUI FIXE LE DEBUT DE L'INJECTION, FERME TOUT D'ABORD LE PERCAGE21 PUIS LE PERCAGE22, PUIS IL OUVRE A NOUVEAU LE PERCAGE21 AU MOYEN DE SON ARETE DE COMMANDE INFERIEURE19 POUR LA FIN DE L'INJECTION. SELON L'INTERVENTION, L'ORIFICE COTE CHAMBRE D'ALIMENTATION DE CHAQUE PERCAGE DE DECHARGE22 EST REGLE A CHAQUE INSTANT PAR UN OBTURATEUR23 SUR UNE VALEUR QUELCONQUE ENTRE "ENTIEREMENT OUVERT" ET "ENTIEREMENT FERME". CECI PERMET D'AGIR SUR LA MONTEE DE LA PRESSION DANS LA CHAMBRE DE PRESSION POUR RETARDER OU NON LE DEBUT D'INJECTION, EN SUBDIVISANT OU NON L'INJECTION ENTRE UNE PRE-INJECTION ET UNE INJECTION PRINCIPALE.

Description

L'invention se rapporte à un dispositif d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne dans lequel chaque injecteur présente une aiguille chargée dans le sens de la fermeture par un ressort de compression et une chambre d'alimentation en carburant, appelée chambre de pression, qui est reliée par une conduite de pression à une pompe d'injection, laquelle comprend, dans un carter de pompe, un cylindre dans lequel travaille un piston de pompe commandé par un arbre à cames et une chambre d'alimentation en carburant qui entoure le cylindre de pompe et qui est en communication avec une chambre de pression de pompe par au moins un perçage d'aspiration et au moins un perçage de décharge, pompe dans laquelle, pendant sa course de refoulement, le piston de pompe ferme, par son arête de commande supérieure qui fixe le début de l'injection, tout d'abord la section du perçage d'aspiration, puis la section du perçage de décharge et, ensuite, ouvre à nouveau la section du perçage d'aspiration à l'aide de son arête de commande inférieure pour déterminer la fin de l'injection.

L'invention prend pour base un dispositif d'injection de carburant tel qu'il est connu du fait du
DE-A-21 60 489 et, en particulier, tel qu'il est décrit sur la figure 1 de ce brevet. Dans cette solution, en dépit de la présence d'un perçage de décharge au-dessus du perçage d'aspiration, il n'est possible de réaliser qu'unie seule loi d'injection bien déterminée ; cette loi est déterminée par les arêtes de commande de début d'injection et de fin d'injection prévues sur le piston de pompe par la distance séparant le perçage de décharge du perçage d'aspiration, ainsi que par la section du perçage de décharge. Etant donné que, dans ce cas, il s'agit de particularités de pièces définitivement fixées à la construction, il est impossible de modifier la loi d'injection et le début d'injection qui sont fixés par ces cotes.Or, il est souhaitable de pouvoir modifier la loi d'injection pour obtenir le début d'injection optimal pour chacune des différentes plages de charge ou encore pour compenser les variations, en particulier les détériorations, de la qualité du carburant, ou encore les phénomènes d'usure du piston de la pompe.

Le but de l'invention est donc de perfectionner un dispositif d'injection de carburant du genre cité au début et connu du fait de la figure 1 du DE-A-21 60 499 de telle manière qu'en supplément de la courbe de refoulement et d'injection qui est donnée par la configuration de construction des arêtes de commande du piston de pompe, ainsi que par la section du perçage de décharge et de sa distance au perçage d'aspiration, on puisse également réaliser d'autres profils d'injection ou lois d'injection, de manière à pouvoir établir le point d'injection le plus avantageux pour la consommation de carburant et pour le fonctionnement dans toutes les plages de charge et à pouvoir, par ailleurs, compenser les différences de qualité du carburant en diminution relativement à la qualité nominale et les détériorations des conditions de fonctionnement du moteur qui en résultent, par exemple, une élévation de la pression d'allumage.

Selon l'invention, ce problème est résolu dans le cas d'un dispositif d'injection de carburant du genre cité au début par le fait que l'aire de section de l'ori- fice côté- chambre d'alimentation en carburant de chaque perçage de décharge peut être réglée, par obturation variable, au moyen d'un organe de fermeture porté par un obturateur, sur une valeur arbitrairement choisie entre "entièrement ouvert" et "entièrement fermé", en ce que l'obturateur est relié à un dispositif de réglage et peut être manoeuvré au moyen de ce dispositif de manière à modifier de la façon voulue, comparativement à la caractéristique d'injection existant lorsque la section de l'orifice est fermée, par le biais de l'ouverture et d'un réglage approprié de l'aire effective de la section de l'orifice du perçage de décharge, la quantité de carburant qui s'écoule de la chambre de pression de la pom pe pendant la course de refoulement et, de cette façon, la montée de la pression dans la chambre de pression de la pompe pour déterminer un retard du début d'injection avec ou sans subdivision de l'injection en une pré-injection et une injection principale.

Grâce à la solution apportée par l'invention, les buts précités peuvent être atteints à l'aide d'éléments relativement simples et peu croûteux. Le réglage de l'aire de section effective de l'orifice côté chambre d'alimentation sur la valeur qui correspond aux besoins du fonctionnement du moteur, permet de réaliser un retard du début d'injection dans une plage limitée déterminée, avec ou sans subdivision de l'injection en une préinjection et une injection principale, ce qui permet, de compenser dans une très large mesure les différences de la qualité du carburant et les variations d'autres paramètres du fonctionnement du moteur et de régler le début d'injection sur la valeur la plus avantageuse du point de vue de la consommation de carburant et des conditions de fonctionnement.

A ce stade, il convient d'indiquer que l'obturateur de l'exemple de réalisation selon la figure 6 du dispositif d'injection de carburant connu du fait du
DE-A-21 60 499 n'a rien de commun avec l'obturateur selon l'invention puisque l'obturateur déjà connu a une mission tout à fait différente dans le cas connu. Dans ce cas d'application déjà connu, l'obturateur connu est absolument indispensable pour créer un dispositif capable de fonctionner. L'obturateur déjà connu sert à fermer le perçage de décharge situé au-dessous du perçage d'aspiration dans le sens du refoulement du piston de la pompe, à chaque course de refoulement et à le rouvrir après la fin de la course de refoulement.Si l'obturateur n'était pas présent dans ce cas d'application déjà connu, il existerait une communication constamment ouverte entre la chambre de pression de la pompe et la chambre d'alimentation ; même lorsque le piston de pompe a fermé le perçage d'aspiration au moyen de sa face frontale supérieure, du carburant pourrait s'écouler de la chambre de pression de la pompe dans la chambre d'alimentation en passant par une rainure du piston de pompe et un canal annulaire qui entoure l'arête de commande inférieure, de sorte qu'il ne s'établirait pas de pression effective dans la chambre de pression de la pompe.Pour permettre d'obtenir cependant un établissement effectif de pression dans la chambre de pression de la pompe, le perçage de décharge prévu dans le cas connu doit être fermé pendant la course de refoulement du piston de la pompe ; ceci signifie que, dans le cas d'application connu, l'obturateur doit être relié à une commande rythmée qui synchronise ses mouvements avec les mouvements du piston de la pompe et place l'obturateur dans la position de fermeture pendant la course de refoulement du piston de la pompe et le place au contraire dans la position d'ouverture pendant la course d'aspiration du piston de la pompe. I1 en ressort visiblement que l'obturateur déjà connu ne constitue qu'une soupape de fermeture et ne constitue pas un organe au moyen duquel l'aire de section effective de l'orifice côté chambre d'alimentation de chaque perçage de décharge peut être réglée sur une valeur arbitrairement choisie et au moyen duquel on peut donc exercer une influence sur la courbe de refoulement de carburant et d'injection de carburant.

Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, feront tien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces dessins,
la figure 1 représente en partie schématiquement et en coupe un dispositif d'injection de carburant comprenant un premier exemple de réalisation du dispositif selon l'invention ,
la figure 2 est une coupe de l'exemple de réalisation selon la figure 1, prise selon la ligne de coupe
II-II tracée sur cette figure ;;
la figure 3 est une vue partielle et en coupe d'une pompe d'injection équipée d'un deuxième exemple de réalisation du dispositif selon l'invention
la figure 4 est une coupe de l'exemple de réalisation selon la figure 3, prise selon la ligne de coupe
IV-IV tracée sur cette figure
la figure 5 est une demi-coupe transversale de l'exemple de réalisation selon la figure 3, prise selon la ligne de coupe V-V tracée sur cette figure ;
la figure 6 est une vue partielle et en coupe d'une pompe d'injection équipée d'un autre exemple de réalisation du dispositif selon l'invention ;;
la figure 7 est une vue partielle et en coupe d'une pompe d'injection équipée d'un autre exemple de réalisation du dispositif selon l'invention
la figure 8 représente schématiquement une forme de réalisation de la disposition d'ensemble des parties du dispositif selon I'invention ;;
la figure 9a représente un diagramme sur lequel on a porté la variation de l'aire de section effective de l'orifice côté chambre d'alimentation sur toute la plage de puissance d'un moteur à combustion interne
la figure 9b représente les positions de l'organe de fermeture de l'obturateur selon les figures 1 et 2, qui correspondent au diagramme de la figure 9a
la figure 9c représente les positions de l'organe de fermeture de l'obturateur selon l'exemple de réalisation des figures 3 à 5 qui correspondent au diagramme de la figure 9a
la figure 9d représente les positions de l'organe ne de fermeture de l'obturateur selon les exemples de réalisation des figures 6 et 7, qui correspondent au diagramme de la figure 9a
la figure 10 est un diagramme qui montre la montée de la pression dans une pompe d'injection, ainsi que des exemples de la courbe d'injection et des possibilités dont on dispose pour influer sur la caractéristique d'injection au moyen du dispositif selon l'invention.

Sur les figures du dessin, les éléments identiques ou correspondants sont désignés par les mêmes numéros de référence pour faciliter la compréhension.

Etant donné qu'il suffit d'une seule représentation pour permettre de comprendre l'invention, l'injecteur 1, qui constitue une partie d'un dispositif d'injection de carburant associé à un moteur à combustion interne non représenté par ailleurs, n'est représenté qu'en combinaison avec l'exemple de réalisation selon la figure 1. Cet injecteur 1 est fixé dans la culasse d'un cylindre du moteur à combustion interne et il comprend une aiguille 3 chargée dans le sens de la fermeture par un ressort de compression 2 et qui présente une surface de pression annulaire 4 à la transition entre son corps et un pointeau d'aiguille 5 de diamètre réduit, ainsi qu'une chambre d''alimentation en carburant 6 appelée chambre de pression qui entoure ce pointeau.De la chambre de pression 6, part un perçage de sortie 8, qui peut être ouvert et fermé par le cône d'aiguille 7 prévu à la pointe de l'aiguille 3 et, de ce perçage, partent à nouveau plusieurs perçages de buse 9 qui débouchent dans la chambre de combustion. La chambre de pression 6 de chaque injecteur 1 est reliée à une pompe d'injection 11 par une conduite de pression 10.

La pompe d'injection 11, qui n'est représentée sur le dessin que pour la partie qui est essentielle pour la compréhension de l'invention, comprend, dans un corps de pompe 12, un cylindre de pompe 13 encastré dans ce corps et une chambre d'alimentation en carburant 14, qui entoure extérieurement ce cylindre. Dans le cylindre de pompe 13, travaille un piston de pompe 15 commandé par un arbre à cames non représenté. Ce piston comprend, sur sa face frontale adjacente à la chambre de pression 16 de la pompe, qui est de préférence plane, et perpendiculaire à l'axe du piston, une arête de commande supérieure qui fixe le début de refoulement ou début d'injection.Par ailleurs, le piston 15 de la pompe possède, à un certain espacement axial de l'arête de commande supérieure 17, une gorge annulaire 18 qui entoure extérieurement le piston et dont la paroi latérale supérieure, la plus proche de la chambre de pression 16 de la pompe, forme l'arête de commande inférieure 19, qui détermine la fin de refoulement ou la fin d'injection. Par ailleurs, le piston 15 de la pompe possède une rainure longitudinale 20 qui établit une communication constante entre la chambre de pression 16 de la pompe et la chambre formée par la gorge annulaire 18. La chambre de pression 16 de la pompe est en communication avec la chambre d'alimentation 14 par l'intermédiaire d'au moins un per çage d'aspiration 21 et d'au moins un perçage de décharge 22.Les deux perçages 21 et 22 sont de préférence for més dans la paroi du cylindre de la pompe, perpendiculairement à l'axe du piston de la pompe, en des emplacements appropriés, et ils sont de préférence disposés de telle manière que, pendant la course de refoulement, le piston 15 de la pompe ferme tout d'abord par son arête de commande supérieure 17 la section du perçage d'aspiration sur la face interne du cylindre de la pompe et, ensuite la section du perçage de décharge sur la face interne du cylindre de la pompe.Un certain temps après, dans la suite de sa course de refoulement, le piston 15 de la pompe ouvre à nouveau la section du perçage d'aspiration par son arête de commande inférieure 19, de sorte qu'à ce moment, il existe par l'intermédiaire de la rainure longitudinale 20, de la gorge annulaire 18 et du perçage d'aspiration 21, une liaison entre la chambre d'alimentation en carburant 14 et la chambre de pression 16 de la pompe, et que cette dernière est déchargée de sa pression et que l'injection est ainsi terminée.

L'aire de section d'orifice côté chambre d'alimentation de chaque perçage de décharge 22 peut maintenant être modifiée par l'organe de fermeture 23 d'un obturateur 24 de sorte que l'on peut établir une aire de section d'orifice effective choisie arbitrairement entre "entièrement ouvert" et "entièrement fermé".

Dans l'exemple de réalisation selon les figures 1 et 2, l'orifice côté chambre d'alimentation du perçage de décharge 22, qui est unique dans cet exemple, se trouve dans le plan 25 d'un méplat formé sur la circonférence du cylindre de pompe qui est circulaire par ailleurs rond. Contre le plan 25 du méplat précité, est pressée une étroite plaquette de fermeture 26 qui forme par sa face avant plane 27 l'organe de fermeture 23 de l'obturateur 24. Dans la position normale, la face avant 27 de la plaquette de fermeture 26 recouvre entièrement l'orifice caté- chambre d'alimentation du perçage de décharge 22, avec un léger débordement latéral.La plaquette de fermeture 26 est montée excentriquement sur l'extrémité frontale d'un arbre de réglage 28 qui forme une autre partie de l'obturateur 24 et qui est monté mobile en rotation et à joint étanche aux liquides dans un support 29 fixé dans le carter de la pompe ; cet arbre est par ailleurs agencé perpendiculairement au plan 25 du méplat. Le support en deux pièces 29 est fixé à joint étanche au carter 12 de la pompe, ce support étant vissé par un filetage extérieur dans un perçage fileté transversal correspondant ménagé dans la paroi du carter de la pompe. La force de pression exercée par la plaquette de fermeture 26 est développée par au moins un ressort de compression 30 interposé entre une surface de butée fixe 31 portée par le support 29 et un épaulement 32 ménagé sur l'arbre de réglage 28, lequel peut également se déplacer légèrement dans la direction axiale. L'arbre de réglage 28 émerge du support 29 à l'extrémité qui est à l'opposé de la plaquette de fermeture 26 et, à l'extérieur de ce support, il est relié à un dispositif de réglage qui sera décrit avec plus de détails dans la suite, la figure 1 ne montrant qu'un levier de manoeuvre 33 qui constitue une partie de ce dispositif de réglage. L'arbre de réglage 28 et, par conséquent, avec lui, la plaquette de fermeture 26, peuvent osciller sous l'action de ce levier 33 de part et d'autre de la position normale, qui a été définie plus haut, pour établir un réglage correspondant de l'aire de section effective de l'orifice ; plusieurs positions que la plaquette de fermeture 26 peut occuper par sa face frontale 27 sont représentées sur la figure 9b ; on donnera plus de précisionsà ce sujet dans la suite, à l'occasion de la description du fonctionnement.

Dans l'exemple de réalisation selon les figures 3 et 5, il est prévu dans la paroi du cylindre de la pompe deux perçages de décharge 22/I et 22/II, qui s'étendent perpendiculairement à l'axe du piston de la pompe et qui sont décalés l'un par rapport à l'autre aussi bien dans la direction de la circonférence du cylindre 13 de la pompe que dans la direction axiale, de telle manière que, pendant la course de refoulement du piston 15 de la pompe, la section côté face interne du cylindre de la pompe du perçage de décharge 22/I situé le plus bas soit tout d'abord fermée et que celle du perçage de décharge 22/II ne soit fermée que plus tard.Les sections des deux perçages de décharge 22/I, 22/II s'additionnent pour former une section de décharge totale commune qui peut être réglée, dans le plan de l'orifice côté chambre d'alimentation par l'organe de fermeture 23 de l'obturateur 24, sur la valeur d'aire de section effective d'orifice voulue.

En remplacement des deux perçages de décharge 22/I et 22/II prévus dans l'exemple de réalisation selon les figures 3 à 5, on peut également prévoir un seul per çage de décharge dont l'aire de section effective d'orifice côté chambre d'alimentation peut être réglée au moyen d'un obturateur analogue à celui décrit ci-après en regard des figures 3 à 5. Que l'on ait prévu un seul ou deux perçage(s) de décharge, dans l'exemple de réalisation selon les figures 3 à 5, l'obturateur 24 est formé, dans l'exemple de réalisation selon les figures 3 à 5, par un tiroir annulaire qu'on peut faire tourner le long de la surface périphérique du cylindre de la pompe.

Ce tiroir annulaire 34 est monté entre un épaulement 35 du cylindre 13 de la pompe et un presseur annulaire avec un jeu radial et axial tel que la rotation ne soit pas interdite mais qu'il existe cependant une liaison relativement étanche aux liquides. L'organe de fermeture 23 au moyen duquel on peut régler l'aire de section effective d'orifice des deux perçages de décharge sur le côté chambre d'alimentation est formé dans ce cas par des segments de la surface interne 41 du tiroir annulaire 34 qui sont adjacents à quatre arêtes de commande 37, 38, 39, 40. Les arêtes de commande 37 et 38 sont formées chacune par un flanc d'une première rainure de décharge parallèle à l'axe du piston de la pompe tandis que les arêtes de commande 39 et 40 sont formées par les flancs d'une deuxième rainure de décharge 43, -également parallèle à l'axe du piston de la pompe.Les deux rainures de décharge 42 et 43 débouchent dans un conduit transversal 44 qui est formé par une ouverture ménagée dans la paroi du tiroir annulaire 34 et qui est suffisamment grande pour que le perçage d'alimentation 21 soit en communication avec la chambre d'alimentation 14 dans toutes les positions angulaires sur lesquelles on peut régler le tiroir annulaire 34. Pour son actionnement, le tiroir annulaire 34 présente, ainsi qu'on peut le voir clairement sur les figures 3 et 5, dans un segment de sa face frontale supérieure, une denture 45 dans laquelle un arbre de réglage 46 engrène par, sa denture 47 ; cette dernière est formée sur un secteur denté formé sur le côté frontal intérieur de l'arbre de réglage 46.L'arbre de réglage 46 est monté mobile en rotation et étanche aux liquides dans un support 48 qui, à son tour, est monté à joint étanche aux liquides dans le carter 12 de la pompe, traverse un perçage de la paroi du carter de la pompe et est fixé à cette paroi, à l'extérieur, au moyen d'une collerette. A l'extérieur du carter 12 de la pompe et du support 48, l'arbre de réglage 46 est relié, de même que l'arbre de réglage 28 de -l'exemple de réalisation des figures 1 et 2,à un dispositif de réglage qui sera décrit de façon plus détaillée dans la suite cependant que, également dans cet exemple de réalisation, la seule partie du dispositif de réglage représentée sur la figure 3 est un levier 49.

Sur les figures 3 à 5, le tiroir annulaire est représenté dans sa position normale, c'est-à-dire que les orifices côté chambre d'alimentation des deux perçages de décharge 22/I et 22/II sont entièrement masqués par la surface interne 41 du tiroir annulaire 34. A partir de cette position normale, le tiroir annulaire 34 peut être amené par rotation, sous l'effet d'une rotation de l'arbre de réglage 46, dans une position de réglage qui correspond à l'aire de section effective désirée des orifices des perçages de décharge 22/I et 22/II.

On peut voir sur la figure 9c des exemples de telles positions de réglage et des aires de section effective des orifices des perçages de décharge 22/I, 22/II ; les effets qui se manifestent à ce moment sont expliqués plus bas, en même temps que le fonctionnement.

Dans les exemples de réalisation selon les figures 6 et 7, l'orifice côté chambre d'alimentation du pergage de décharge 22, qui est unique dans ce cas, présente une forme conique à la façon d'un siège de soupape.

L'obturateur 24 est formé dans les exemples de réalisation selon les figures 6 et 7 par un arbre de réglage 50 (figure 6) ou 51 (figure 7) qui peut se déplacer vers l'avant ou vers l'arrière, coaxialement à l'axe du perçage de décharge 22. L'organe de fermeture 23 de l'obturateur 24 est constitué dans ces deux exemples de réalisation, par un cône 52 (figure 6) ou 53 (figure 7) prévu à la pointe de l'arbre de réglage 50 ou 51 et qui peut être engagé plus ou moins profondément dans l'orifice conique du perçage de décharge 22 pour le réglage de l'aire de section effective de l'orifice du perçage de décharge 22, par une translation axiale de l'arbre de réglage 50 ou 51. Les exemples de réalisation selon les fi gures 6 et 7 ne se distinguent que par le type des organes au moyen desquels la translation axiale de l'arbre de réglage 50 ou 51 peut être commandée ; dans les deux exemples de réalisation, l'arbre de réglage 50 ou 51 est monté à joint étanche aux liquides dans un support 54 (figure 6) ou 55 (figure 7) fixé au carter 12 de la panpe, qui -traverse un perçage transversal du carter 12 de la pompe et est fixé extérieurement à ce carter au moyen de vis.

L'arbre de réglage 50 de l'exemple de réalisation selon la figure 6 présente un filetage de réglage 56 qui se visse dans un contre-filetage correspondant du support 54 ; par ailleurs, l'arbre de réglage 50 est accouplé à un dispositif de réglage qui sera décrit plus bas et il peut tourner dans un sens ou dans l'autre sous l'action de ce dispositif, pour placer le cône 52 dans une position axiale qui correspond à l'aire de section effective désirée de l'orifice. Sur la figure 6, la seule partie du dispositif de réglage précitée qui est représentée est un levier 57 qui est calé solidairement en rotation sur l'arbre de réglage 50 à l'extérieur du support 57.

Dans l'exemple de réalisation selon la figure 7, l'arbre de réglage 51 est pressé, à l'extrémité qui est à l'opposé du cône 53, contre un excentrique 58 qui est calé solidairement en rotation sur un arbre 59. Un ou plusieurs ressorts de compression 60 qui sont interposés entre une- surface d'appui 61 prévue sur le support 55 et un épaulement 62 prévu sur l'arbre de réglage assurent l'application de l'arbre de réglage contre l'excen- trique 58. L'arbre 59 peut être monté dans des joues de portée latérales 63 du support 55, ainsi qu'on l'a indiqué dans l'exemple de réalisation selon la figure 7.

L'arbre 59 est accouplé à un dispositif de réglage qui sera décrit de façon plus détaillée dans la suite et on peut le faire tourner dans un sens ou dans un autre de telle manière que, sous l'action de l'excen trique 58, le cône 53 formé à la pointe de l'arbre de réglage 51 puisse être amené dans une position axiale qui correspond à l'aire de section effective désirée de l'orifice.

La figure 9d, considérée en combinaison avec la figure 9a, montre clairement des exemples d'aires de section effective des orifices qui résultent des positions axiales correspondantes des arbres de réglage 50 ou 51 et de leurs cônes 52 ou 53.

Dans le cas de pompes d'injection 11 montées en ligne les unes derrière les autres sur le moteur à combustion interne, les obturateurs 24, quelle que soit leur forme de réalisation ou bien, dans le cas de l'exemple selon les figures 3 à 5, les arbres de réglage 46 sont tous reliés à un organe ou dispositif de réglage commun et peuvent tous être actionnés simultanément et avec la même amplitude par cet organe. Ce dispositif de réglage peut être constitué, ainsi qu'il ressort de la figure 8, par une bielle 64 à laquelle, selon la forme de réalisation de l'obturateur 24, est articulé, soit le levier 33 de la figure 1, soit le levier 49 de la figure 3, soit le levier 57 de la figure 6. Sur la figure 8, on a représenté la bielle 64 sous la forme associée à la forme de réalisation selon la figure 1.Lorsque les obturateurs 24 sont constitués comme dans la forme de réalisation selon la figure 7, l'arbre 59 peut être réalisé pour supporter tous les excentriques 58 et s'étendre le long de toutes les pompes d'injection 11 et former en mê- me temps une partie du dispositif de réglage. IndSpendam- ment de la constitution de cet organe de réglage 59 ou 64, le dispositif de réglage comprend encore un organe de réglage avec lequel on peut agir sur l'organe de réglage 59 ou 64 précité pour manoeuvrer conjointement les obturateurs 24 qui leur sont reliés.Cet organe de réglage peut être constitué, dans le cas le plus simple, non représenté, par un levier à main qu'on peut faire pivoter entre deux positions extrêmes et auquel est associée une graduation de réglage qui indique l'aire de section effective de l'orifice des perçages de décharge 22 et, à savoir, dans l'une de leurs positions extrêmes, l'état "entièrement ouvert" et dans l'autre de leurs positions extrêmes, l'état "entièrement fermé", et qui, en même temps, est subdivisée, par exemple en 100 divisions pour permettre un réglage en pourcentage correspondant de l'aire de section effective de l'orifice. Dans ce cas, on devrait donner au personnel de service des indications précises sur le réglage correspondant au moyen d'une directive.Toutefois, en général, on prévoit un dispositif de réglage au moyen duquel il est possible de réaliser une manoeuvre automatique des obturateurs 24 qui lui sont reliés. Un tel dispositif de réglage est représenté, à titre d'exemple et schématiquement, sur la figure 8. Ici, la bielle 64 ou, dans le cas de I'exemple de réalisation selon la figure 7, l'arbre 59, est accouplé par un ou plusieurs organe(s) intermédiaire(s) à l'organe moteur 65 d'un servo-moteur 66 électrique, hydraulique ou pneumatique. En outre, ce dispositif de réglage comprend un dispositif de commande 67, en particulier électronique, qui travaille sur la base de paramètres de fonctionnement du moteur qui y sont introduits et qui sont saisis en continu par des détecteurs ou capteurs correspondants 68, 69.En outre, ce dispositif de commande est réalisé de manière à pouvoir transmettre des ordres à l'organe de réglage 66 qui lui est relié pour provoquer -un déplacement correspondant des obturateurs 24, ce qui permet de réaliser un réglage correspondant des aires de section effective des orifices des per çages de décharge 22. Le dispositif de commande 27 peut comprendre, par exemple, un microprocesseur électronique qui traite au moyen d'un programme les paramètres de fonctionnement du moteur qui sont transmis en continu et il envoie des ordres correspondants à l'organe de réglage 66 qui lui est relié.Les paramètres de fonctionnement du moteur saisis par les détecteurs ou capteurs 68, 69, peuvent être constitués, par exemple, par la charge, la vitesse de rotation, la pression des cylindres, la pression de l'air de suralimentation ou équivalent mais en général, de paramètres de fonctionnement qui varient sur la base des conditions de fonctionnement fluctuantes. De telles conditions de fonctionnement fluctuantes peuvent se présenter lorsque, par exemple, la qualité du carburant ou du combustible varie, ce qui est fréquemment le cas pour les moteurs marins à huile lourde l'usure des éléments conduit également à une modification des conditions de travail et, dans la plupart des cas, également à une détérioration des paramètres de fonctionnement.Le dispositif selon l'invention permet également de compenser avantageusement ces variations des conditions, par exemple, différentes conditions de travail qui ne se manifestent que dans certaines plaes de la charge du moteur. On reviendra sur ce sujet dans la suite de la description du fonctionnement, qui sera donnée en regard des figures 9a, b, c, d, et 10.

Dans le schéma de la figure 9a, on a porté en pourcentage sur l'axe des abscisses, la puissance P d'un moteur à combustion interne tandis que, sur l'axe des ordonnées, on a porté en pourcentage l'aire de section effective des orifices côté chambre d'alimentation des per çages de décharge 22. Sur le diagramme selon la figure 9a, on a tracé une courbe composée des lignes partielles 70, 71 et 72 ; cette courbe constitue l'une des possibilités, existant en n'importe quel nombre voulu, de la fa çon dont la section effective de l'orifice côté chambre d'alimentation des perçages de décharge 22 peut être réglée sur l'ensemble de la plage de charge du moteur.Ce réglage de l'aire de section effective de l'orifice s'effectue comme on peut le voir sur les figures 9b, 9c, 9d, par un réglage approprié de l'organe de fermeture 23 porté par l'obturateur 24, la courbe selon la figure 9a étant fixée par des conditions imposées par le dispositif de réglage.

En particulier lorsque le dispositif de réglage comprend un dispositif de commande 67 équipé d'un microprocesseur, on dispose d'une possibilité de variation extrêmement grande en agissant sur des zones appropriées des courbes caractéristiques. Si l'on considère la courbe 70, 71, 72 représentée concrètement sur la figure 9a, on constate, en s'aidant des figures 9b, 9c, 9d, que la section de l'orifice côté chambre d'alimentation des percages de décharge 22 est ouverte entièrement, c'est-àdire à cent pour cent, lors du démarrage du moteur à combustion interne mais qu-'au contraire, dans la plage de puissance inférieure, située à peu près entre 20 et 35 8, elle est entièrement fermée, ce qui est obtenu par une position correspondante de l'organe de fermeture 23 qui lui est associé.Lorsque la section de l'orifice cô- té chambre d'alimentation des perçages de décharge 22 est entièrement fermée et que, de cette façon, on se trouve dans le même-état que si ces orifices de décharge n'étaient pas prévus dans la pompe d'injection, on obtient dans les pompes d'injection 11, au cours de la course de refoulement et de l'injection consécutive, une variation de la pression telle que celle qui est -repré- sentée par la ligne 73 dans le diagramme pression/temps de la figure 10. La ligne en traits mixtes qui s'étend parallèlement à l'axe des abscisses dans le diagramme selon la figure 10 est située au niveau de pression auquel les injecteurs 1 raccordes aux pompes d'injection 11 s'ouvrent ; le point 74 de la ligne 73 marque le début d'injection. Ce début d'injection, rapporté au degré d'angle du vilebrequin, représente la base de départ pour toutes les modifications qui peuvent être apportées au moyen du dispositif selon l'invention. Lorsqu'on démasque et qu'on ouvre de plus en plus la section de l'orifice côté chambre d'alimentation des perçages de décharge 22, le début d'injection est de plus en plus fortement décalé dans le sens du retard, cependant que, dans le diagramme selon la figure 10, la courbe 75 de variation de la pression dans les pompes d'injection 11 et le déroulement consécutif de l'injection sont indiqués avec le début d'injection retardé au maximum, qui est marqué par le point 76. La région de décalage du début d'injection entre les points 74 et 76 représente, par exemple, 5 à 7 degrés d'angle de rotation du vilebrequin.Si l'on considère la courbe de variation de la pression 75 en comparaison avec la courbe de variation de pression 73, on constate qu'en ouvrant la section d'orifice côté chambre d'alimentation des perçages de décharge 22 et en réglant de façon appropriée l'aire de section effective de l'orifice au cours de la course de refoulement du piston 15 de la pompe, on peut agir de façon avantageuse sur les quantités de carburant qui refluent des chambres de pression 16 dans les chambres d'alimentation à travers les perçages de décharge 22 et que, de cette façon, on peut agir d'une façon extrêmement avantageuse sur la montée de la pression dans les chambres de pression 16 des pompes pendant la course de refoulement des pistons 15.Plus l'aire de section effective des orifices qui est démasquée sur le côté chambre d'alimentation est grande, plus la quantité de combustible écoulée est grande et plus l'accroissement de pression dans les chambres de pression 16 est lent ou retardé au cours de la course de refoulement des pistons de pompe 15. Ceci est rendu visible par une comparaison entre la courbe 75 et la courbe 73 puisque la pente montante de la courbe 75 est au début beaucoup plus plate que celle de la courbe 73 et qu'elle ne devient parallèle à celle-ci que lorsqu'après les perçages d'aspiration 21, les perçages de décharge 22 sont à leur tour franchis par l'arête de commande supérieure 17 au cours de la course de refoulement des pistons 15 et que, par conséquent, le carburant ne peut plus refluer des chambres de pression 16 dans les chambres d'alimentation 14.

Les courbes 73 et 75 représentent chacune une variation de la pression pour une injection ininterrom pue. Dans la plage de charge moyenne, on peut obtenir par un réglage approprié de l'aire de section effective de l'orifice côté chambre d'alimentation, une subdivision de l'injection en une pré-injection et une injection principale, comme ceci est représenté dans le diagramme de la figure 10 par la courbe 77 ; dans ce cas, c'est-à-dire dans une plage de charge comprise à peu près entre 40 et 70 %, l'aire de section effective de l'orifice côté chambre d'alimentation des perçages de décharge représente environ 25 à 50 % de la section entièrement ouverte, comme on peut le voir d'après les positions correspondantes des organes de fermeture 23 sur les figures 9b, 9c, 9d ; pendant la course de refoulement des pistons 15, ceci se traduit tout d'abord par un établissement légèrement retardé de la pression dans les chambres de pression 16 des pompes, ce qui se traduit par un début d'injection légèrement retardé par rapport au point 74 de la courbe 73, ce qui est représenté par le point 78, de la courbe 77.Cette ouverture des injecteurs se produit à un instant où, dans leur course de refoulement, les pistons de pompe 15 ont déjà masqué les perçages d'aspiration 21 par leurs arêtes de commande supérieures 17 mais ntont pas encore recouvert les perçages de décharge 22, de sorte que, par ces perçages, il peut encore se produire une certaine chute de pression en direction des chambres d'alimentation 14 ; toutefois, dès qu'un injecteur s'ouvre, une section de décharge supplémentaire s'ouvre dans l'injecteur, cette section s'ajoutant à celle du perçage de décharge 22, de sorte que, dans la pompe d'injection, la pression du carburant refoulé, tombe relativement fortement, au point de devenir inférieure à la pression d'ouverture de l'injecteur, et que cet injecteur se referme donc ; le niveau de pression auquel la pression de refoulement retombe est mar quée par le point 79 sur la courbe 77. Toutefois, dans la suite de la course de refoulement des pistons de pompe 15, après l'instant marqué par le point 79, les perça ges de décharge sont eux aussi franchis par les arêtes de commande supérieures 17, de sorte qu'on retrouve maintenant l'allure normale de la variation de pression.

Ainsi qu'on le voit bien sur la figure 9a, la section d'orifice côté chambre d'alimentation des perçages de décharge 22 est ouverte lors du démarrage du moteur et pendant le fonctionnement de ce moteur dans la plage inférieure de la charge, c'est-à-dire jusqu'à environ 20 % de la puissance nominale et elle est réglée sur une aire de section effective appropriée. On applique le même principe dans la plage de charge moyenne à supérieure et, ainsi qu'on l'a déjà mentionné plus haut, chaque courbe, par exemple, la branche de courbe 80 en remplacement de la branche de courbe 72, peut faire partie d'une fonction de réglage appropriée.

Les allures de variation de pression qui ont été décrites plus haut et les différentes caractéristiques d'injection peuvent être réalisées avec le dispositif selon l'invention, par une adaptation judicieuse de la section des perçages de décharge 22 ou 22/I, 22/II et de leur décalage axial par rapport aux orifices d'aspiration 21.L'aire de section des perçages 22 fixe le maximum de la quantité de combustible qui peut s'échapper des chambres de pression des pompes ; le diamètre des perçages de décharge est compris entre à peu près un huitième et un vingt-cinquième du diamètre du piston de pompe 15 ; le décalage axial entre les axes des perçages de décharge 22 ou 22/I, 22/II et les axes des perçages d'aspiration 21, et la géométrie des cames de l'arbre à cames qui actionnent les pistons de pompe doivent être étudiés de manière à obtenir, dans la course de refoulement, une courbe de variation de la vitesse à l'aide de laquelle on puisse obtenir la caractéristique désirée de variation de la pression et d'allure d'injection. Des ex- périmentations permettront de trouver les réglages fins les plus appropriés.

Il va de soi que différentes modifications pour ront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit, notamment par substitution des moyens techniques équivalents, sans pour celà sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVEDICATIONS

1 - Dispositif d'injection de carburant pour moteur à combustion interne, dans lequel chaque injecteur comprend une aiguille chargée dans le sens de la fermeture par un ressort de compression et une chambre d'alimentation en carburant, appelée chambre de pression, qui est reliée par une conduite de pression à une pompe d'injection, laquelle comprend, dans un carter de pompe, un cylindre de pompe dans lequel travaille un piston de pompe commandé par un arbre à cames, et une chambre d'alimentation en carburant qui entoure le cylindre de pompe et qui est en communication avec une chambre de pression de pompe par au moins un perçage d'aspiration et au moins un perçage de décharge, pompe dans laquelle, pendant sa course de refoulement, le piston de pompe ferme, par son arête de commande supérieure, qui fixe le début de 11 injection, tout d'abord la section du perçage d'aspiration puis la section du perçage de décharge et, ensuite, ouvre à nouveau la section du perçage d'aspiration à l'aide de son arête de commande inférieure, pour déterminer la fin de l'injection, caractérisé en ce que l'aire de section de l'orifice côté chambre d'alimentation en carburant de chaque perçage de décharge (22, 22/I, 22/II) peut être réglée, par une obturation variable au moyen d'un organe de fermeture (23) porté par un obturateur (24), sur une valeur arbitrairement choisie entre "entièrement ouvert" et "entièrement fermé", en ce que l'obturateur (24) est relié à un dispositif de réglage et peut être manoeuvré au moyen de ce dispositif de manière à modifier de la façon voulue, comparativement à la caractéristique d'injection existant lorsque la section de l'orifice est fermée, par le biais de l'ouverture et du réglage approprié de l'aire de section effective de l'orifice du perçage de décharge (22, 22/I, 22/II), la quantité de combustible qui s'écoule de la chambre de pression (16) de la pompe dans la chambre d'alimentation en carburant pendant la course de refoulement et, de cette façon, la montée de la pression dans la chambre de pression (16) de la pompe pour déterminer un retard du début d'injection avec ou sans subdivision de l'injection en une pré-injection et une injection principale.

2 - Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice côté chambre d'alimentation en carburant du perçage de décharge (22) se trouve dans le plan (25) d'un méplat formé sur la circonférence du cylindre de la pompe qui est circulaire par ailleurs, en ce que, contre le plan (25) du méplat, est pressée, par sa surface avant (27), une plaquette de fermeture (26), de forme étroite et formant l'organe de fermeture (23) de l'obturateur (24), laquelle plaquette de fermeture (26) recouvre totalement la section d'orifice du perçage de décharge (22) dans la position normale, avec un léger débordement latéral, en ce que cette plaquette est en outre montée excentriquement à l'extrémité frontale d'un arbre de réglage (28) qui forme une autre partie de l'obturateur (24) et qui est monté rotatif et à joint étanche dans un support (29) fixé au carter (2) de la pompe, et s'étend perpendiculairement au plan (25) du méplat, cette plaquette pouvant être écartée de sa position normale par pivotement, des deux côtés de cette position, au moyen de cet arbre de réglage (28) accouplé au dispositif de réglage, par rotation de cet arbre, pour assurer un réglage correspondant de la surface de section effective de l'orifice du perçage de décharge (22) et en ce que la force de pression d'application de la plaquette de fermeture (26) est développée par au moins un ressort de compression (30) interposé entre une surface de butée fixe (31) portée par le support (29) et un épaulement (32) ménagé sur l'arbre de réglage (28), lequel peut également se déplacer légèrement dans la direction axiale.

3 - Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur (24) est constitué par un obturateur annulaire (34) qui peut tourner contre la surface périphérique extérieure du cylindre de la pompe et en ce que l'organe de fermeture (23) au moyen duquel on peut régler l'aire de section effective de l'orifice du perçage de décharge (22) est formé par des segments de la surface interne (41) de l'obturateur annulaire (34) qui sont adjacents aux arêtes de commande (37, 38, 39, 40), chaque arête de commande (37, 38, 39, 40) étant formée par un flanc d'une rainure de décharge (42, 43) qui s' étend parallèlement à l'axe du piston de la pompe sur la face interne de l'obturateur annulaire (34) et débouche dans un canal transversal (44) qui est formé par une ouverture ménagée dans la paroi de l'obturateur annulaire (34) et est suffisamment grand pour que le perçage d'aspiration (21) soit en communication avec la chambre d'alimentation en carburant (14) dans toutes les positions angulaires dans lesquelles on peut régler l'obturateur annulaire (34).

4 - Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'obturateur annulaire (34) présente, sur un segment de sa face frontale supérieure, une denture (45) dans laquelle un arbre de réglage (46) engrène par sa denture (47) formée sur un secteur denté, lequel secteur denté est disposé sur l'extrémité frontale inférieure de l'arbre de réglage (46), qui est monté à joint étanche dans un support (48) fixé au carter de la pompe et relié au dispositif de réglage à l'extérieur du carter (12) de la pompe, cependant que, par rotation de l'arbre de réglage (46), l'obturateur annulaire (34) relié à cet arbre peut être écarté par rotation de sa position normale dans laquelle la section d'orifice côté chambre d'alimentation en carburant du perçage de décharge (22) ou des perçages de décharge (22/I, 22/II) est entièrement démasquée, pour établir un réglage approprié de l'aire de section effective de l'orifice de ces perçages.

5 - Dispositif d'injection de carburant selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que, dans la paroi du cylindre de la pompe, sont prévus deux perçages de décharge (22/I, 22/II) orientés perpendiculaire- ment à l'axe de la pompe et décalés l'un par rapport à l'autre aussi bien dans la direction circonférentielle que dans la direction axiale et en ce que, pour le réglage de la section d'orifice côté chambre d'alimentation en carburant de chacun de ces deux perçages de décharge (22/I, 22/II), il est prévu deux arêtes de commande (37, 38 ou 39, 40 respectivement), qui sont formées par un flanc d'une rainure de décharge (42 ou 43 respectivement) ainsi que par un segment de la surface interne (41) de l'obturateur annulaire (34) qui se raccorde à ce flanc.

6 - Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice côté chambre d'alimentation en carburant du perçage de décharge (22) est d'une configuration conique à la façon d'un siege de soupape, en ce que l'obturateur (24) est constitué par un arbre de réglage (50 ou 51) mobile en translation alternative coaxialement à l'axe du perçage de décharge (22), et l'organe de fermeture (23) par un cône (52 ou 53) prévu à la pointe de l'arbre de réglage (50 ou 51) et qui peut être enfoncé plus ou moins profondément dans l'orifice conique du -pérçage de décharge (22) pour le réglage de l'aire de section effective de l'orifice, et en ce que l'arbre de réglage (50 ou 51) est monté rotatif à joint étanche dans un support (54 ou 55) fixé au carter (12) de la pompe.

7 - Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'arbre de réglage (50) présente un filetage de réglage (56) qui est vissé dans un contre-filetage correspondant du support (54) et en ce que l'arbre de réglage (50) est accouplé au dispositif de réglage à l'extérieur du support (54) et du carter (12) de la pompe et peut tourner sous l'ac tion de ce dispositif de réglage, pour mettre le cône (52) dans une position axiale correspondant à l'aire de section effective désirée de l'orifice.

8 - Dispositif d'injection de carburant selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'arbre de réglage (51) est pressé, à l'intérieur du support (55), à l'extrémité qui est à l'opposé du cône (53), contre un excentrique (58) dont l'arbre (59) est accouplé au dispositif de réglage et qui peut être mis en rotation par l'intermédiaire de ce dispositif, pour placer le cône t53) situé à la pointe de l'arbre de réglage (61) dans une position axiale qui correspond à l'aire de section effective désirée de l'orifice.

9 - Dispositif d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les obturateurs (24) sont reliés indirectement, par des organes intermédiaires, à un organe de réglage - tringle (63) ou arbre (59) - commun à tous les obturateurs, lequel organe de réglage est à son tour relié, directement ou par des organes intermédiaires, à un organe de réglage prévu pour la manoeuvre manuelle ou mo torisée.

10 - Dispositif d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de réglage prévu pour une manoeuvre automatique des obturateurs (24) comprend un dispositif de commande (67), lequel travaille sur la base de paramètres du fonctionnement de la machine tels que la charge, la vitesse de rotation, la pression des cylindres, la pression de l'air de suralimentation ou équivalent, qui sont captés en continu par des détecteurs ou capteurs (68, 69) appropriés et introduits dans ce dispositif, ce dispositif de commande étant étudié de manière à pouvoir envoyer des ordres à un servo-moteur (66) électrique, hydraulique ou pneumatique, auquel est relié, directement ou indirectement, l'organe de réglage (63 ou 59) commun à tous les obturateurs (24), pour déterminer une manoeuvre correspondante des obturateurs (24) et, par conséquent, un réglage correspondant des aires de section effective des orifices des perçages de décharge correspondants (22 ; 22/I, 22/il).