FR2731252A1 - Unite de commande de pression a derivation pour circuit de distribution de carburant - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une unité de commande de pression à dérivation. Elle se rapporte à une unité qui comprend un boîtier, une soupape (46) à diaphragme souple délimitant avec le boîtier une première chambre et une seconde chambre, un orifice de sortie de dérivation de carburant, un siège (79), un ressort (66) qui rappelle le diaphragme contre le siège (79) de soupape, et le diaphragme, le ressort (66) et le siège (79) de soupape ont une construction et une disposition telles que, lorsque la force due à la pression du fluide dans la seconde chambre dépasse la force exercée par le ressort (66) sur le diaphragme, le diaphragme se sépare du siège (79) et ouvre la communication de la seconde chambre avec l'orifice de sortie. Application aux circuits de distribution de carburant.

Description

La présente invention concerne des régulateurs de pression à dérivation, et plus précisément, un régulateur destiné à régler la pression maximale de distribution de carburant liquide provenant d'une pompe de carburant à des injecteurs d'un moteur d'automobile.

Dans de nombreux moteurs ayant des circuits d'injection de carburant, il est souhaitable de transmettre le carburant liquide à l'injecteur ou aux injecteurs à laide d'une pompe de carburant à une pression réglée qui est pratiquement constante ou qui varie en fonction de la pression au collecteur d'admission indépendamment du débit de carburant transmis par les injecteurs au moteur, chaque pression pouvant varier avec la vitesse du moteur, la charge et d'autres conditions de fonctionnement. De tels circuits comportent habituellement un clapet de retenue placé dans la conduite de carburant entre la sortie de la pompe et les injecteurs de carburant afin que le carburant ne puisse pas revenir en sens inverse des injecteurs vers la pompe.Dans la plupart de ces circuits, sinon dans la totalité, il est nécessaire d'incorporer une soupape de décharge de pression raccordée à la conduite de carburant entre le clapet et le moteur afin que le carburant revienne de la conduite à l'alimentation en cas de surpression excessive dans la conduite de carburant.

En outre, dans certains circuits de distribution de carburant de ce type, un régulateur à dérivation est utilisé pour la formation d'un trajet libre continu de circulation de carburant depuis la sortie de la pompe, parallèlement à la conduite de carburant, afin que du carburant continue à circuler dans la dérivation et que la pompe continue à fonctionner même lorsque le moteur ne consomme pas de carburant. De cette manière, la pompe peut fonctionner de façon continue avec un niveau minimal de fonctionnement afin qu'elle puisse transmettre rapidement le carburant lorsqu'il est consommé de façon plus importante par le moteur, comme décrit par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 4 926 829 et 5 148 792.

La pompe de carburant de ces circuits est habituellement une pompe de type rotatif. Au cours du cycle de pompage de la pompe rotative, une cellule qui pompe provoque un refoulement lorsqu'une autre cellule prélève du fluide en même temps. Ainsi, les ondes de pression d'admission et de refoulement sont synchronisées si bien que la quantité de fluide refoulée par chaque cellule est égale à celle qui est prélevée par une autre cellule. En conséquence, une pompe rotative a une caractéristique telle qu'elle crée de légères impulsions de pression chaque fois que ses palettes décrivent le cycle de pompage. En conséquence, un bruit audible de ronflement peut être créé lorsque la pompe fonctionne à la pression du circuit. Le bruit peut augmenter lorsque la pression nécessaire à la sortie augmente.Les pompes de carburant sont souvent montées dans le réservoir de carburant d'un véhicule qui a tendance à amplifier le bruit produit par la pompe.

Dans ces circuits de distribution de carburant et d'injecteurs, l'inertie du carburant transmis aux injecteurs peut introduire des retards transitoires dans la circulation du carburant vers les injecteurs, lors d'un changement de demande de carburant du moteur. Des pulsations de pression de carburant et un bruit indésirables peuvent aussi être créés et renvoyés le long de la conduite de carburant, à cause du fonctionnement des injecteurs.

I1 est préférable que ces impulsions de pression soient réduites et éliminées afin que la circulation du fluide provenant de la pompe à une pression voulue de fonctionnement soit silencieuse, régulière et sans impulsion. On a déjà incorporé divers dispositifs d'amortissement d'impulsions comme éléments complémentaires pour la solution de ces problèmes, et ils comportent habituellement un matériau, par exemple une mousse ou une chambre d'amortissement d'impulsions délimitée par une matière synthétique souple. Certains de ces dispositifs n'ont qu'une durée de vie utile limitée étant donné la vulnérabilité du matériau à la présence des hydrocarbures et, de toute manière, ils augmentent le prix du circuit étant donné le coût des éléments et du montage lors de l'addition au circuit.

Ainsi, l'invention a notamment pour objet un circuit de commande de décharge de pression ainsi qu'un procédé et un appareil destinés à un circuit de distribution de carburant sous pression ayant une pompe, permettant un réglage rapide et temporaire de la pression maximale de circuit de carburant transmis à la pompe, qui réduit et élimine les impulsions de pression induites dans le circuit et le bruit produits par la pompe, l'appareil ne nécessitant qu'un petit nombre de pièces mobiles tout en étant robuste, durable, de réalisation relativement simple et de fabrication et de montage peu coûteux, et donnant une longue durée de vie.

L'invention concerne aussi un circuit de commande de décharge de pression à dérivation ainsi qu'un procédé et un appareil du type précité, permettant la réalisation d'un régulateur de pression incorporé à un circuit de carburant sans retour, qui réduit le retard de circulation du carburant lors d'un changement de la demande en carburant du moteur, qui réduit les variations de pression du carburant transmis au moteur, qui réduit la transmission du bruit de fonctionnement des injecteurs par la conduite de carburant, qui permet une accumulation de carburant chauffé et dilaté dans le collecteur de carburant et qui réduit ainsi les pressions excessives qui pourraient être provoquées par le carburant chauffé et dilaté, tout en réduisant la vaporisation du carburant chauffé lors de l'arrêt du circuit.

L'invention atteint les objets précités par réalisation d'une unité de commande de décharge de pression à dérivation de type perfectionné, destinée à un circuit de distribution de carburant mis sous pression par une pompe, qui élimine ou réduit notablement les impulsions de pression produites dans la conduite de distribution par la pompe, tout en empêchant l'apparition d'une surpression excessive dans le circuit.

L'unité de commande de décharge de pression possède un diaphragme logé dans un boîtier possédant une première chambre à dérivation, de décharge de pression, communiquant, directement ou non, avec le réservoir de carburant ou l'alimentation à pompe, et une seconde chambre de carburant liquide qui communique de façon continue avec une conduite de distribution de carburant placée entre un clapet de retenue incorporé à la conduite, en aval de la sortie de la pompe de carburant, et le collecteur de carburant qui alimente les injecteurs. Le diaphragme lui-même forme une soupape normalement fermée qui coopère avec un siège annulaire de diamètre relativement grand, formé dans l'unité de logement.Lorsque l'unité de commande fonctionne dans le circuit de distribution de carburant uniquement sous forme d'un élément de commande de décharge de pression à dérivation, la soupape à diaphragme, lorsqu'elle est ouverte par une pression excessive dans le circuit et/ou par des pics de pression induits dans des impulsions dans la conduite de distribution de carburant, fait communiquer la seconde chambre de carburant liquide et donc la conduite de distribution de carburant avec la première chambre à dérivation et fait ainsi passer le carburant en dérivation vers l'alimentation en carburant à pompe.Lorsque l'unité fonctionne de façon continue comme régulateur de pression de la conduite de carburant du circuit, les variations de pression de la conduite de carburant provoquent un déplacement proportionnel du diaphragme par rapport au siège afin que le carburant soit expulsé proportionnellement de façon continue depuis la conduite de carburant par l'intermédiaire de la seconde chambre et entre le diaphragme et le siège de la soupape afin que le carburant passe en dérivation par l'intermédiaire de la première chambre à l'alimentation en carburant à pompe. En outre, les pics de pression produits par la pompe sont modulés par absorption par les structures de l'unité de commande de décharge de pression à dérivation.

Dans un mode de réalisation, le siège annulaire de soupape, ayant une sortie de fluide, est réalisé dans le boîtier de l'unité. A l'état de fermeture de la soupape, une zone annulaire de diaphragme non perforée est normalement directement en appui contre le siège annulaire afin que la soupape soit fermée. Lorsqu'il apparaît une surpression et/ou un pic de pression dans le circuit, la plus grande pression du carburant déplace en proportion la zone annulaire du diaphragme par rapport au siège de la soupape afin que le carburant soit expulsé par l'orifice de sortie et que le carburant passe ainsi en dérivation de la conduite de carburant-sortie de pompe vers l'alimentation à pompe directement ou par l'intermédiaire du réservoir de carburant.

Dans un autre mode de réalisation, le diaphragme est en appui sur le siège de soupape comme indiqué précédemment.

Cependant, la sortie de dérivation de fluide est placée dans la zone annulaire du diaphragme lui-même si bien que, lorsque la zone du diaphragme qui s'appuie sur le siège est à distance de celui-ci, le carburant est chassé de la seconde chambre raccordée à la conduite de carburant par la sortie du diaphragme et dans la première chambre de dérivation puis vers l'alimentation à pompe ou le réservoir de carburant. Le diaphragme a une partie d'ondulation annulaire souple toujours exposée, placée radialement vers l'extérieur de la zone annulaire de siège, permettant la course d'ouverture et de fermeture du diaphragme dans la partie jouant le rôle d'obturateur par rapport au siège de la soupape, et formant aussi un organe souple analogue à un soufflet pour l'absorption des impulsions de pression de la conduite, même dans la position de fermeture de la soupape.

Le diaphragme joue le rôle d'une forme de soupape à clapet à ouverture par pelage permettant la régularisation des pics de pression pulsés et permettant une circulation convenable de carburant en dérivation afin que les conditions de surpression excessive dans le circuit soient évitées et, le cas échéant, afin que la pression de la conduite de carburant transmis aux injecteurs soit régulée constamment par dérivation entre des limites rapprochées.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemple de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels
la figure 1 est une vue en élévation en coupe partielle par un plan vertical central d'une cuve de carburant représentant une pompe de carburant associée à une unité de commande de pression dans un mode de réalisation de l'invention
la figure 2 est une coupe centrale partielle agrandie de l'unité de commande de pression de la figure 1, représentée sous forme séparée
la figure 3 est une coupe centrale agrandie de l'unité de commande de pression séparée dans un second mode de réalisation ; et
la figure 4 est une coupe agrandie par un plan central d'une unité de commande de pression dans un troisième mode de réalisation de l'invention, avec le boîtier associé.

La figure 1 représente une cartouche 20 à cuve de carburant placée dans un réservoir de carburant, ayant une construction connue, de préférence analogue à celle qui est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 4 747 388. La cartouche 20 est représentée en coupe avec un manchon 22 de positionnement de la cartouche à l'intérieur du réservoir de carburant d'un véhicule afin qu'elle soit en appui au fond 23 du réservoir de carburant.

La cartouche possède une cloison 24 de support qui est en saillie et qui comporte un court tube solidaire d'entrée 26 placé au-dessus et au-dessous de la cloison. Un embout élastique 24 de raccord supporte la partie inférieure de la pompe électrique 28 sur le tube 26. Le carburant liquide s'écoule du réservoir à l'entrée 26 à travers un filtre 29 à diaphragme.Un ensemble 30 à soupape coopère avec le filtre 29 afin qu'une source de carburant soit formée à l'entrée de la pompe à partir de la cuve interne de carburant de la cartouche lorsque le réservoir est presque vide et afin que l'admission d'air dans la pompe soit évitée, par exemple lorsque le véhicule effectue un virage serré ou se déplace sur une pente ou une descente accentuée qui peut provoquer un déplacement du carburant liquide d'un côté du carburant à l'autre, avec un manque de carburant à 1 'entrée.

L'extrémité supérieure de la pompe est montée dans un collier élastique 31 retenu à l'intérieur des parois internes de la cartouche 20. La pompe a un connecteur électrique 32 et une sortie 34 de carburant ayant un clapet de retenue 36 à bille rappelée par un ressort afin que le carburant puisse s'écouler à partir de la pompe, sans qu'il puisse revenir en sens inverse vers la sortie de la pompe.

Le carburant est transmis par la sortie de la pompe par l'intermédiaire du clapet de retenue 36 à une conduite 38 d'alimentation en carburant raccordée à un collecteur de carburant qui alimente les injecteurs de carburant du moteur (qui ne sont pas représentés).

Une unité 40 de commande de pression à dérivation selon l'invention est montée à l'intérieur de la cartouche, par l'intermédiaire d'un boîtier 41 de raccordement afin qu'il règle la pression dans la conduite de carburant 38. Le boîtier 41 est réalisé de façon convenable afin qu'il soit monté sur la sortie 34 de la pompe et soit raccordé à l'entrée de la conduite 38 de carburant, tout en permettant la circulation en dérivation du carburant par rapport au collecteur de carburant.

On se réfère maintenant plus en détail à la figure 2 l'unité 40 de commande de pression, dans un premier mode de réalisation de l'invention, comporte un corps 42 en une seule pièce qui peut être moulé par injection à partir d'une matière plastique légère ou en aluminium moulé, et un capuchon 44 formé d'une feuille métallique, le corps et le capuchon formant ensemble un boîtier qui entoure une soupape 46 à diaphragme souple. Le capuchon et le diaphragme délimitent une première chambre ventilée 48 qui communique avec la pression ambiante régnant dans l'espace délimité dans la cartouche 20 de carburant par une sortie 50 formée dans la paroi 51 d'extrémité du capuchon 44.Le corps 42 et le diaphragme 46 délimitent une seconde chambre 52 qui est normalement remplie de carburant, de l'autre côté du diaphragme, en communication constante avec la conduite 38 de carburant et la sortie de la pompe. Le capuchon 44 est fixé par un flasque 54 ayant un coude 56 roulé autour du corps 42 pendant la fabrication de l'ensemble des éléments.

Le diaphragme 46 est de préférence un organe en une seule pièce ayant une partie centrale circulaire 58 qui est plate, souple, relativement mince et non perforée. Le diaphragme 46 a aussi une nervure périphérique 60 qui est continue en direction circonférentielle et qui est logée dans une gorge 62 du corps 42 et qui est retenue par le flasque 54 du capuchon afin qu'un joint étanche soit formé entre le corps, le capuchon et le diaphragme. De préférence, pour que le diaphragme ait de bonnes propriétés de souplesse et de sensibilité à la pression, il comporte en outre un pli circonférentiellement continu ou partie annulaire 64 en forme de soufflet qui constitue une ondulation reliant la partie centrale 58 à la nervure 60 afin qu'elles soient solidaires et puissent présenter un déplacement relatif, en dépassant par flexion dans la chambre 48 du capuchon.De préférence, le diaphragme 46 est formé d'un élastomère souple, par exemple de caoutchouc de silicone fluoré ou de préférence d'un caoutchouc d'acrylonitrile-butadiène, et peut être armé d'une étoffe enrobée dans l'élastomère. Le diaphragme 46 est rappelé élastiquement vers le corps 42 par un ressort hélicoïdal 66 de compression placé dans la chambre 48 et en appui par une première spire d'extrémité contre la paroi 51 d'extrémité du capuchon et retenu dans celui-ci par un épaulement annulaire 68 de la paroi 51. Le ressort est en appui, par sa spire d'extrémité opposée, contre un organe 70 de pression sous forme d'une cuvette peu profonde ayant un flasque replié 72 et dont la dimension est telle qu'elle permet le logement et la retenue de la spire associée d'extrémité du ressort.

Du carburant liquide est admis de la sortie de la pompe à la seconde chambre 52 par l'intermédiaire d'une cavité annulaire 74 formée dans le corps 42, qui loge une grille ou filtre 75 puis par les orifices 76 d'entrée de dérivation espacés circonférentiellement dans le corps. A l'état de fermeture de la soupape, une région de surface annulaire de la partie plate 58 du diaphragme 46 est repoussée par un organe 70 de pression, en étant rappelée par un ressort 66, afin qu'il soit directement et fermement en appui sur un siège annulaire 78 de diamètre relativement grand formé au centre dans le corps 42, afin que le diaphragme 46 lui-même joue le rôle d'un obturateur mobile et empêche et/ou réduise ainsi l'évacuation du carburant en dérivation depuis la chambre d'accumulateur 52.Le diaphragme 46 est déplacé du siège 78 lorsque la pression dans la chambre 52 suffit pour l'application d'une force de séparation du siège à la surface de travail du diaphragme 46 qui est exposée vers la chambre 52 (radialement à l'extérieur du siège 78) et qui dépasse la force d'application du ressort 66 contre le siège. Lorsque la surface annulaire de la partie centrale 58 de diaphragme se déplace en partie ou en totalité par rapport au siège, à la surface annulaire du siège 78, le carburant est évacué de la chambre 52 en dérivation par rapport à la conduite de carburant 38 et s'écoule entre le diaphragme et le siège de soupape puis par un passage 80 à orifice limité placé coaxialement dans le montant 78 du siège avant de revenir dans la cartouche 20 par le tube ou conduit 81 de sortie.

Lors du fonctionnement, l'unité 40 de commande de décharge de pression à dérivation réduit ou élimine les impulsions de pression dans la conduite 38 et empêche les surpressions excessives dans cette conduite 38. L'opération est réalisée par un effet de dilatation volumétrique avec absorption de pression de la spire 64 du diaphragme qui fléchit élastiquement par rapport à la chambre 52 de carburant (même lorsque la soupape est fermée) et/ou sous l'action des crêtes de pression qui écartent le diaphragme 46 du siège 78 par un effet de pelage. La séparation partielle ou totale de la partie 58 de diaphragme du siège 58 relie la conduite 38 par les orifices d'entrée 76 et la chambre 52 au passage 80 de dérivation.Lorsque ce phénomène se produit, tout excès de pression du carburant par rapport à une pression maximale de consigne de décharge du circuit, par exemple produite par des pointes de pression dans la conduite 38 à la suite de facteurs tels que la fermeture des injecteurs, la pulsation à la sortie de la pompe et/ou la dilatation du carburant provoquée par la chaleur ou les impulsions transitoires de pression, est réduit ou éliminé par cette décharge du carburant en dérivation à partir de la chambre 52.

Normalement, si la pompe 28 travaille dans des conditions de débit constant au-dessous de la pression de consigne de décharge, l'unité 40 peut être réalisée afin que la partie 58 du diaphragme 46 reste fermement en appui sur le siège 78 de manière étanche (figure 2) afin que le carburant ne puisse pas passer en dérivation de la conduite 38 et de la chambre 52 au passage 80 de décharge. Dans certaines conditions, par exemple lorsque la pompe rotative 28 crée des impulsions de pression, la pression de crête du carburant de la conduite 38 augmente périodiquement lorsque les ondes de pression se déplacent dans la conduite de carburant. Ces ondes de pression sont transmises par la cavité annulaire 74 et les orifices 76 d'entrée à la chambre 52 afin qu'elles agissent à la face active de l'ondulation annulaire 64 du diaphragme 46.Le matériau de l'ondulation 64 du diaphragme peut s'allonger élastiquement et déformer l'ondulation vers la première chambre 48 sous l'action des pics des ondes de pression qui sont ainsi amorties.

Cependant, lorsque la pression du carburant dans la chambre 52 a une durée et une amplitude suffisantes pour appliquer une force au diaphragme 46 au-delà de la force du ressort 66, le diaphragme se sépare du siège 78 de la soupape et transmet en dérivation le carburant de la chambre 52 à la cartouche 20 par le passage 80 à orifice limité puis dans le tube 81 jusqu'à ce qu'une quantité suffisante de carburant soit évacuée pour que la pression dans la conduite de carburant soit suffisamment réduite pour permettre au ressort 60 de remettre le diaphragme contre le siège.

L'ondulation 64 fléchit ainsi encre pour compenser le déplacement de la partie 58 de diaphragme pendant l'ouverture et la fermeture de la communication entre la chambre 52 et le passage 80.

Lorsque le diaphragme 46 est chassé par pression du carburant et s'écarte du siège 78, la force agissant sur le diaphragme malgré la force du ressort 66 augmente du fait de la plus grande surface active du diaphragme sur laquelle le carburant peut agir, en plus de la pression du carburant circulant dans le conduit 81 qui est réduite par le passage 80. Cette plus grande force peut être utilisée pour compenser la plus grande force de rappel du ressort 66 lorsqu'il est comprimé, surtout lorsqu'il s'agit d'un ressort à raideur variable. Dans toute construction particulière de régulateur, la section minimale voulue du passage 80 peut être calculée afin qu'elle soit fonction en partie de la raideur du ressort 66. Par exemple, la section minimale du col de réglage de débit de l'orifice 80 est comprise entre 1,25 et 3,15 mm environ.

L'unité 40 de commande de pression peut ainsi régler la pression dans la conduite 38 d'alimentation en carburant en évacuant le carburant de la conduite par l'intermédiaire de la chambre 52, le long du siège 78 puis dans le passage 80 lorsque la pression dans la conduite de carburant devient suffisamment élevée pour écarter le diaphragme 46 du siège 78, par exemple lorsque les impulsions de pression apparaissent dans le cycle de pompage et/ou lorsque la pression de régime permanent dépasse la pression du point de consigne de décharge.

On a constaté que, lors du fonctionnement du régulateur à dérivation 40, placé de préférence en aval du clapet 36 mais avantageusement à l'intérieur de la cartouche 20 et donc en amont du collecteur de carburant et des injecteurs associés, les pulsations de pression de la conduite de carburant sont notablement réduites par rapport au fonctionnement du régulateur de la technique antérieure placé en aval du collecteur de carburant, c'est-à-dire que l'amplitude des impulsions est seulement de 10 % de l'excursion d'amplitude de la pression antérieure, à i0,14 bar près.La contribution relative de ces meilleurs résultats de l'effet d'absorption de pression de l'ondulation 64 en fonction des fuites par séparation de la partie centrale 58 du diaphragme et du siège 78 par pelage n'a pas été déterminée jusqu'à présent, mais on considère que les deux effets sont des facteurs pour la réduction des pulsations de la pression de la conduite de carburant et du bruit de la pompe.

L'unité 40 de commande peut aussi être réalisée afin qu'elle travaille à la manière d'un régulateur à circulation continue à dérivation, c'est-à-dire comme seul régulateur de pression de distribution à la conduite de carburant dans le circuit de distribution de carburant lorsque la pompe 28 est du type commandé avec un débit volumique variable de carburant pour une pression sensiblement constante de sortie. Dans un tel circuit de distribution de carburant, lorsque le diaphragme se déplace de manière variable par rapport au siège 78, la plus grande section de fuite par circulation en dérivation et la plus grande surface active de travail ainsi exposée paraissent donner une variation linéaire du débit volumétrique de dérivation avec la pression dans une étroite plage de variations de pression.

Dans de telles conditions de débit variable de distribution, la soupape à diaphragme paraît travailler de façon continue avec une action variable mais faible de fuites, contrairement à la caractéristique d'oscillation de grande amplitude et/ou de basculement total des soupapes de régulation ou de décharge de pression à corps rigide et des soupapes à clapet à multiplication de pression. En conséquence, ce mode de fonctionnement de la membrane de la soupape à diaphragme souple présentant de faibles fuites contribue aussi sans doute à la meilleure régulation continue de la pression du circuit entre des limites rapprochées, avec simultanément un effet de réduction des pulsations.Néanmoins, pour des augmentations rapides et importantes de la pression du circuit, la soupape à diaphragme 46/78 peut en fait s'ouvrir ou basculer rapidement en position grande ouverte pour évacuer rapidement une grande quantité de carburant passant en dérivation.

L'unité 40 peut ainsi fonctionner à la manière d'un clapet basculant étant donné la configuration géométrique annulaire de diamètre relativement grand du siège 78 et la section efficace relativement grande d'ouverture du diaphragme exposée au courant de la conduite de carburant. De préférence, la surface annulaire du siège 78 délimite une surface annulaire plane, dans un plan perpendiculaire à la direction de la force appliquée au diaphragme 46 par le ressort 66 (c'est-à-dire dans la direction axiale du ressort 66). De même, la surface coopérante de siège de la partie centrale 58 du diaphragme est coplanaire à la surface de siège du siège 78 en position d'ouverture de la soupape.

Il faut en outre noter que le diamètre relativement grand du siège 78 permet la création d'un passage annulaire relativement grand entre le siège et la partie 58 de diaphragme lorsque celui-ci est écarté du siège pour permettre la circulation du carburant de la chambre 52 au passage 80. En conséquence, une grande variation de la section annulaire efficace de circulation de carburant est obtenue pour une petite course de régulation de la partie 58 de diaphragme. On considère que cette caractéristique est aussi un facteur important pour la régulation de pression en dérivation entre des limites rapprochées.

En outre, l'action limitée d'accumulateur donnée par l'ondulation 64 du diaphragme permet la compensation d'une certaine dilatation du carburant, induite par la température, entre le clapet 36 et les injecteurs fermés après l'arrêt de fonctionnement du moteur et avant que la pression dans la conduite de carburant n'atteigne la pression de consigne de décharge du régulateur 40. Cette caractéristique supplémentaire de l'accumulateur est avantageuse car elle facilite la suppression des fuites des injecteurs ou autres dans le circuit dans les conditions dans lesquelles le moteur est arrêté et est maintenu à chaud.

Dans le second mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 3, une unité 40' de commande de pression selon une variante est représentée, et elle est analogue à l'unité 40 des figures 1 et 2, mis à part le fait que le diaphragme 46' est en appui sur un montant différent 82 formant siège de soupape, c'est-à-dire ayant une chambre fermée 83 en aval du siège, et une sortie de dérivation limitée de la chambre 83 est formée dans le diaphragme 46 par une ouverture centrale 84 et un passage associé 86 à orifice limité formé dans un organe 70' de pression assurant la retenue du ressort.

Dans ce second mode de réalisation, comme le diaphragme 46' est rappelé par la pression du carburant à distance du siège 78 du montant 72, le carburant qui passe en dérivation est expulsé de la chambre 52 d'accumulateur dans la chambre 48 du ressort par la chambre 83 des ouvertures 84 et 86. A partir de la chambre 48, le carburant en dérivation est renvoyé dans la cartouche 20 de carburant par un tube 50 de sortie. Lorsque la partie centrale plate 58 du diaphragme 46' se sépare du siège 78, la section efficace du diaphragme contre laquelle agit le carburant augmente. En conséquence, une force supplémentaire est créée par le carburant en dérivation qui pénètre entre le siège 78, la paroi arrière fermée de la chambre 83 du montant 82 et les ouvertures 84 et 86.Lorsque la pression de la conduite 38 est ainsi réduite et diminue suffisamment pour que la force de séparation du diaphragme du siège diminue en deçà de la force produite par le ressort 66, le diaphragme 46' est à nouveau rappelé par le ressort de manière que la partie 58 soit en contact intime avec le siège annulaire 78 et ferme la chambre 52 d'accumulateur en la séparant de la chambre 48.

Le troisième mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 4 montre comment le régulateur 40' de la figure 3 peut être facilement modifié afin qu'il forme une variante de régulateur 100 ayant un corps en une seule pièce moulé ou coulé en coopération avec une partie associée 104 de raccord au conduit de carburant du boîtier.

L'extrémité d'entrée du raccord 103 peut comporter un joint torique 106 d'étanchéité permettant le montage à la sortie de la pompe, et l'extrémité de sortie du raccord est formée par un embout 108 pour tube souple qui permet le glissement et le serrage d'un tube souple formant conduite de carburant (non représenté).

Le régulateur 100 possède un capuchon 110 qui est légèrement modifié en ce que les ouvertures 112 et 114 de sortie peuvent être formées dans la paroi 116 d'extrémité du capuchon, radialement à l'extérieur du ressort 66. Plusieurs ouvertures 112, 114 peuvent être régulièrement espacées suivant une ligne circulaire afin qu'elles permettent une évacuation complète du carburant sous l'action de la pesanteur en dehors du capuchon indépendamment de son orientation sur le corps 102. La base 120 du régulateur 100, qui forme à la fois un organe de retenue du ressort et un organe de pression pour le diaphragme, est aussi légèrement modifiée en ce qu'elle est sous forme d'une feuille métallique emboutie ayant un flasque périphérique 122 qui s'évase vers l'extérieur et une buse tronconique matricée formant la sortie 86' du passage de dimension réduite.Le montant 82' du siège du régulateur 100 forme un siège modifié 78' ayant une surface de siège annulaire plate et relativement étroite ou en forme de nervure légèrement arrondie contre laquelle la partie centrale 58 du diaphragme 46' est en butée dans la position de fermeture de la soupape, obtenue par formation de chanfreins interne et externe convergents 124 et 126 vers le siège du montant 82', convergeant à un rebord étroit et plat ou de préférence à un siège à nervure à partie supérieure arrondie.

La description qui précède indique que les divers modes de réalisation de l'invention correspondent aux objets précités et présentent de nombreux avantages. La réalisation de l'organe de manoeuvre de l'obturateur de dérivation et de l'organe d'étanchéité mobile formant le siège, en une seule pièce, pouvant jouer le rôle à la fois du diaphragme et d'un organe obturateur, permet une réduction importante des coûts de fabrication par rapport aux constructions à soupape en plusieurs parties ayant un corps rigide, comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 5 220 941 et 5 265 644, avec aussi réduction de la dimension des éléments.Dans les modes de réalisation des figures 1, 3 et 4, la pompe et le dispositif de commande sont montés dans une seule unité de faible encombrement à l'intérieur de la cartouche de la pompe afin que le carburant transmis en dérivation soit renvoyé dans la cuve de la cartouche. Les caractéristiques d'étanchéité et de durabilité des soupapes sont accrues grâce à la nature souple de l'organe obturateur formé par le diaphragme et qui est directement au contact du siège annulaire 78. La grande surface de contact formée par configuration annulaire du siège 78 rend plus sensible le fonctionnement de la soupape aux variations de pression.

Ainsi, dans le mode de fonctionnement à décharge de pression de dérivation, l'amplitude des pulsations de pression est réduite grâce aux fuites réglées de carburant entre le diaphragme et le siège de soupape, l'opération étant caractérisée par de minuscules fuites intermittentes et réglées dans les conditions de fermeture partielle de la soupape si bien que l'effet d'amortissement du soufflet formé par le diaphragme est accru. Le régulateur à dérivation à diaphragme selon l'invention permet ainsi l'élimination des dispositifs amortisseurs d'impulsions de pression qui sont rajoutés, en remplissant aussi les fonctions d'amortissement de pulsations de pression et de limitation du bruit dans la conduite de carburant, transmis à cause du fonctionnement de la pompe rotative et/ou des injecteurs de carburant.

Le grand diamètre des soupapes à diaphragme des régulateurs selon l'invention, par rapport au diamètre relativement petit des soupapes des régulateurs à corps rigide, l'intégration du diaphragme de manoeuvre avec l'organe d'étanchéité contre le siège de l'obturateur, et le siège annulaire 78 de grand diamètre coopèrent à l'augmentation importante de la sensibilité du fonctionnement de la soupape lors de la décharge principale par dérivation de fuites de carburant avec amortissement des pulsations de pression, à la pression de consigne de décharge du circuit et/ou lors de la régulation continue de la pression de distribution du circuit entre des limites rapprochées.

Des régulateurs de pression selon l'invention ont ainsi une sensibilité nettement accrue aux variations rapides de débit du carburant transmis en dérivation à partir du régulateur et assurent une régulation perfectionnée de la pression de distribution de la conduite de carburant lors des variations de débit de carburant évacué par le régulateur.Par exemple, dans un régulateur selon l'invention qui travaille avec une pression constante de carburant à la sortie de la pompe ayant une valeur nominale d'environ 4 bar, la variation ou chute réelle de pression est seulement d'environ 0,07 à 0,21 bar dans toute la plage de variations de débit de carburant entre une valeur nulle et 110 l/h. Ce régulateur a été réalisé comme indiqué sur la figure 4, avec un siège 78 ayant un diamètre d'environ 4,7 mm et un diamètre externe de diaphragme 46', dans la partie exposée au carburant, d'environ 17,8 mm. La poche annulaire du capuchon 110 dans laquelle se loge le ressort 66 a un diamètre interne d'environ 17,8 mm et une hauteur axiale d'environ 15,2 mm.Le ressort 66 de compression du diaphragme donne une force nominale d'environ 76 N lorsque la soupape est fermée, et a une raideur aussi faible que possible avec ces paramètres. La section diamétrale du siège 78 est d'environ 1,7 cm2, et le diamètre réglé de la gorge du passage 86' est d'environ 2,1 mm.

Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à des modes de réalisation représentés sur les dessins, il faut noter que de nombreuses variantes entrent dans le cadre de l'invention. Par exemple, il n'est pas nécessaire que les unités formant régulateurs à dérivation soient logées dans la cartouche 20, dans les aspects les plus larges, bien que cette construction soit actuellement préférée pour les raisons indiquées précédemment. En outre, la construction de l'unité 40 du régulateur se prête à l'application de la pression du collecteur d'admission à la chambre 40, lorsque cette caractéristique est souhaitable dans certaines applications, par exemple par remplacement du capuchon 44 de l'unité 40 par le capuchon fermé 44' avec son tube 50'.

Suivant le circuit particulier d'injection et de commande de carburant avec lequel cette variante de régulateur est utilisée, la chambre 48 de fluide peut être raccordée afin qu'elle communique par le tube 50' avec (1) l'atmosphère ambiante pour la compensation des conditions atmosphériques variables dans lesquelles fonctionne le moteur, (2) le collecteur d'admission d'air de combustion (voir aussi le brevet des Etats-Unis d'Amérique précité nO 5 265 644) pour l'obtention d'une pression différentielle pratiquement constante lors de la transmission du carburant aux injecteurs ou analogues (le régulateur étant de préférence monté sur le collecteur d'admission du moteur ou près de celui-ci et le conduit de sortie 81 étant avantageusement isolé thermiquement et/ou disposé à distance afin qu'il ne soit pas soumis à la chaleur du moteur), ou la chambre peut être raccordée à une source d'air comprimé ou d'un autre gaz destinée à faire varier et régler la pression avec laquelle le liquide est transmis aux injecteurs de carburant en fonction de la demande variable du moteur, de la charge et d'autres conditions de fonctionnement.

Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Unité de commande de pression à dérivation destinée à un circuit de distribution de carburant destiné à un moteur à combustion interne ayant une pompe de carburant dont la -sortie est raccordée à une conduite de distribution de carburant du circuit, caractérisée en ce qu'elle comprend un boîtier, une soupape (46) à diaphragme souple délimitant avec le boîtier une première chambre et une seconde chambre, le boîtier ayant au moins un orifice délimitant une entrée de carburant destiné à faire communiquer constamment la conduite de distribution de carburant et la seconde chambre, un orifice de sortie de dérivation de carburant communiquant avec la première chambre, un siège (78) de soupape formé dans le boîtier entre les chambres, un ressort (66) placé dans le boîtier et destiné à rappeler le diaphragme afin qu'il soit directement en appui contre le siège (78) de soupape et isole de manière étanche la seconde chambre de l'orifice de sortie de dérivation de carburant par l'intermédiaire de la première chambre, et le diaphragme, le ressort (66) et le siège (78) de soupape ont une construction et une disposition telles que, lorsque la force due à la pression du fluide dans la seconde chambre dépasse la force exercée par le ressort (66) sur le diaphragme, le diaphragme se sépare du siège (78) et ouvre la communication de la seconde chambre avec l'orifice de sortie de dérivation de carburant par l'intermédiaire de la première chambre, et inversement lorsque la force du ressort (66) dépasse la force due à la pression du fluide.

2. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'orifice de sortie de carburant comprend un dispositif formant un orifice de dimension limitée placé en aval du siège (78) de la soupape et dont la construction et la disposition sont telles que, lorsque le diaphragme s'écarte du siège, la seconde chambre communique avec le dispositif formant un orifice de dimension limitée.

3. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe rigide de pression associé au diaphragme et contre lequel le ressort (66) est en appui de manière qu'il repousse le diaphragme directement au contact du siège (78) de soupape.

4. Unité selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'orifice de sortie de carburant est formé dans le diaphragme et l'organe de pression.

5. Unité selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'orifice de sortie de carburant est formé par une ouverture du diaphragme et une ouverture de l'organe de pression alignée sur l'ouverture du diaphragme et dont la dimension est telle qu'un orifice de dimension limitée est formé à l'orifice de sortie de carburant, si bien que, lorsque le diaphragme s'écarte du siège (78), la seconde chambre communique avec les ouvertures du diaphragme et de l'organe de pression.

6. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le siège (78) de soupape est sous forme d'un anneau qui délimite avec le diaphragme, lorsqu'il coopère de manière étanche avec celui-ci, un barrage annulaire de siège formé entre la première et la seconde chambre.

7. Unité selon la revendication 6, caractérisée en ce que le barrage de siège a une surface annulaire de siège de diamètre relativement grand, coplanaire de façon générale à une partie de coopération avec le siège (78) du diaphragme lorsque celui-ci coopère de façon étanche avec la surface annulaire de siège (78), la surface de siège (78) et le diaphragme ayant une construction et une disposition telles qu'ils provoquent une variation relativement grande de la section de réglage du débit de carburant en dérivation pour une variation élémentaire relativement faible d'ouverture et de fermeture de soupape de la partie du diaphragme qui coopère avec le siège (78) de la soupape.

8. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le boîtier de l'unité de commande de pression comporte une partie de base et une partie de raccordement de conduite de carburant solidaires l'une de l'autre et ayant des passages formés dans la partie de base et dans le passage de conduite de carburant, dans la partie de raccordement, les passages de la partie de base formant la seconde chambre, le siège (78) de soupape et la première chambre, le boîtier comprenant en outre un capuchon fixé à la partie de base et ayant une construction et une disposition telles qu'il délimite une chambre de ressort (66) contenant le ressort (66) et serrant de manière étanche le diaphragme entre la partie de base et le capuchon.

9. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diaphragme comporte une partie souple d'ondulation dont une surface communique constamment avec la seconde chambre et une surface opposée communique constamment avec une chambre à une pression de référence, dans les conditions d'ouverture et de fermeture du diaphragme par rapport au siège (78), et le boîtier comporte un capuchon dans lequel est monté le ressort (66) afin qu'il rappelle le diaphragme, le capuchon et le diaphragme étant montés sur le boîtier sous forme d'une unité étanche qui forme une chambre étanche renfermant le ressort (66) et formant la chambre de pression de référence, la chambre étant remplie d'un gaz à une pression prédéterminée afin que la force de rappel du ressort (66), appliquée au diaphragme, soit modulée.

10. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est associée à un réservoir (23) de carburant de véhicule, une cartouche (20) à pompe de carburant montée dans le réservoir, une pompe rotative (28) de carburant montée dans la cartouche, l'unité de commande de pression étant montée à la sortie de la pompe rotative de carburant à l'intérieur de la cartouche (20) à pompe de carburant et en communication avec une cuve formée dans la cartouche à pompe de carburant.

11. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le siège (78) de soupape a la forme d'un anneau délimitant, avec le diaphragme, lorsqu'ils coopèrent de manière étanche, un barrage annulaire de siège de soupape compris entre la première et la seconde chambre, et le barrage de siège annulaire a une surface annulaire de siège de diamètre relativement grand, coplanaire de façon générale à une partie de coopération avec le siège (78) de soupape du diaphragme lorsque celui-ci est en coopération étanche avec la surface annulaire de siège (78), la surface de siège (78) et le diaphragme ayant une construction et une disposition telles qu'ils créent une variation relativement grande de la section de réglage du débit de carburant de dérivation pour une course élémentaire relativement petite d'ouverture et de fermeture de soupape de la partie du diaphragme qui coopère avec le siège (78) de soupape.