FR2797471A1 - SINGLE-CYLINDER HIGH PRESSURE PUMP FOR SUPPLYING A COMMON RAMP INJECTION SYSTEM - Google Patents
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Abstract
Pompe à haute pression monocylindre comprenant un piston (5) logé dans le cylindre (4) d'un corps de pompe (1), soumis à la précontrainte d'un ressort de compression (7) et monté en translation en étant entraîné par une came (8) pour fournir du carburant à haute pression à une rampe commune. L'extrémité (6) du piston de pompe (5) tournée vers la came d'entraînement (8) est guidée de manière libre par l'intermédiaire d'une bille (20), pour augmenter la durée de vie de la pompe.Single-cylinder high pressure pump comprising a piston (5) housed in the cylinder (4) of a pump body (1), subjected to the pre-stressing of a compression spring (7) and mounted in translation by being driven by a cam (8) for supplying high pressure fuel to a common rail. The end (6) of the pump piston (5) facing the drive cam (8) is guided freely by means of a ball (20), to increase the life of the pump.
Description
Etat de la technique: L'invention concerne une pompe à haute pressionSTATE OF THE ART: The invention relates to a high pressure pump
monocylindre pour l'alimentation d'un système d'injection à rampe commune d'un moteur à combustion interne, comprenant un élément de pompe logé dans un corps de pompe, avec un piston de pompe entraîné dans un cylindre de pompe contre la force single cylinder for supplying a common rail injection system of an internal combustion engine, comprising a pump element housed in a pump body, with a pump piston driven in a pump cylinder against force
de précontrainte d'un ressort de compression, suivant un mou- prestressing of a compression spring, following a
vement alternatif par une came à l'extrémité du piston, pour alternately by a cam at the end of the piston, to
fournir du carburant à haute pression à une rampe commune. supply high pressure fuel to a common rail.
Dans une telle pompe à haute pression monocylin- In such a monocylin- high pressure pump
dre, pendant le fonctionnement, on rencontre des forces laté- dre, during operation, lateral forces are encountered
rales engendrées par la came, forces dirigées rales generated by the cam, directed forces
transversalement à l'axe longitudinal du piston de la pompe. transverse to the longitudinal axis of the pump piston.
Ces forces latérales peuvent conduire au basculement ou grip- These lateral forces can lead to tilting or grip-
page du piston dans le cylindre de la pompe. page of the piston in the pump cylinder.
La présente invention a pour but de développer une pompe à haute pression monocylindre correspondant au type défini ci-dessus et offrant une durée de vie augmentée, en The present invention aims to develop a single-cylinder high pressure pump corresponding to the type defined above and offering an increased service life,
évitant les basculements et le grippage du piston dans le cy- avoiding tilting and seizing of the piston in the cy-
lindre.lindre.
A cet effet, l'invention concerne une pompe à To this end, the invention relates to a pump
haute pression monocylindre du type défini ci-dessus caracté- high pressure single cylinder of the type defined above character-
risée en ce que l'extrémité du piston de pompe tournée vers la came d'entraînement est guidée de manière libre sur une in that the end of the pump piston facing the drive cam is freely guided on a
bille.ball.
Grâce à la coupelle guidée dans le corps de la pompe, on peut découpler en partie les forces de basculement produites pendant le fonctionnement et agissant sur le piston Thanks to the cup guided in the pump body, it is possible to partially decouple the tilting forces produced during operation and acting on the piston
de la pompe.of the pump.
Les essais faits dans le cadre de la présente in- The tests carried out within the framework of this in-
vention ont toutefois montré que les résultats obtenus grâce However, it has been shown that the results obtained
au guidage de la coupelle étaient susceptibles de perfection- guiding the cup were susceptible to perfection-
nement. En général, le jeu du piston de la pompe dans son cylindre est très faible pour des raisons de rendement (de 3 à 6 pm). Le jeu de la coupelle dans le corps de la pompe est comparativement important. De plus, il peut arriver que pour des raisons de tolérance, la coupelle présente une direction ment. In general, the clearance of the pump piston in its cylinder is very small for reasons of efficiency (from 3 to 6 μm). The play of the cup in the pump body is comparatively large. In addition, it may happen that for reasons of tolerance, the cup has a direction
de mouvement légèrement différente de la direction de mouve- slightly different from the direction of movement
ment du piston de la pompe. C'est pourquoi, malgré pump piston. This is why, despite
l'utilisation d'une coupelle, on peut avoir un certain bascu- the use of a cup, we can have a certain tilt-
lement du piston de la pompe par rapport à la paroi du cylin- pump piston relative to the cylinder wall
dre. L'amplitude de la force de basculement est proportionnelle au frottement du talon du piston de la pompe dre. The amplitude of the tilting force is proportional to the friction of the heel of the pump piston
contre la coupelle.against the cup.
Grâce à l'invention, en interposant une bille, on convertit le mouvement de glissement radial du piston du fait des tolérances contre le fond de la coupelle en un mouvement de roulement. On réduit ainsi considérablement l'effet radial Thanks to the invention, by interposing a ball, the radial sliding movement of the piston is converted due to the tolerances against the bottom of the cup into a rolling movement. This considerably reduces the radial effect
de la force sur le piston de la pompe en cours de fonctionne- force on the pump piston during operation-
ment. Il en résulte l'avantage de minimiser l'usure au niveau is lying. This results in the advantage of minimizing wear at the level
du piston de la pompe et de son cylindre. of the pump piston and its cylinder.
Un mode de réalisation particulièrement avanta- A particularly advantageous embodiment
geux prévoit de guider la bille à l'intérieur d'une coupelle, qui est logée à l'extrémité du piston de pompe tournée vers la came d'entraînement mobile en va-et-vient dans le corps de pompe et qui comporte un fond tourné vers la came d'entraînement. La combinaison de la bille et de la coupelle s'est avérée particulièrement avantageuse dans le cadre de la présente invention. Au niveau du piston de la pompe et de son geux plans to guide the ball inside a cup, which is housed at the end of the pump piston facing the movable drive cam back and forth in the pump body and which has a bottom facing the drive cam. The combination of the ball and the cup has proved particularly advantageous in the context of the present invention. At the level of the pump piston and its
cylindre, on rencontre une usure de la chemise considérable- cylinder, there is considerable wear of the shirt-
ment réduite. C'est pourquoi, le fonctionnement demande moins d'énergie pour la compression et le rendement global de la mentally reduced. This is why the operation requires less energy for compression and the overall performance of the
pompe à haute pression en est amélioré. high pressure pump is improved.
D'une manière particulièrement avantageuse, la coupelle a la forme d'un cylindre de section circulaire et son fond comporte une cavité pour la bille. Cela permet un guidage simple de la bille. Le montage reste ainsi également In a particularly advantageous manner, the cup has the shape of a cylinder of circular section and its bottom comprises a cavity for the ball. This allows simple guidance of the ball. The assembly thus also remains
dans des limites précises pour ce type de réalisation. En va- within specific limits for this type of achievement. On the way
riante, on peut envisager de guider la bille dans une cage laughing, we can consider guiding the ball in a cage
fixée à la base du piston de pompe. attached to the base of the pump piston.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, la paroi périphérique du cylindre According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the peripheral wall of the cylinder
circulaire comporte vers le fond plusieurs ouvertures répar- circular has several openings at the bottom
ties régulièrement. Les ouvertures permettent le passage de l'agent de lubrification et augmentent ainsi encore plus la fiabilité de la pompe à haute pression monocylindre selon l'invention. ties regularly. The openings allow the passage of the lubricating agent and thus further increase the reliability of the single-cylinder high pressure pump according to the invention.
Un mode de réalisation particulièrement intéres- A particularly interesting embodiment-
sant de l'invention prévoit que la dureté et le diamètre de la bille sont adaptés à la pression de Hertz produite en cours de fonctionnement. La dureté de la matière de la bille et les dimensions de la bille doivent être conçues pour que sant of the invention provides that the hardness and the diameter of the ball are adapted to the Hertz pressure produced during operation. The hardness of the ball material and the dimensions of the ball must be designed so that
la loi de la pression de Hertz au niveau des points de con- the law of Hertz pressure at the points of con-
tact reste dans les limites acceptables. tact remains within acceptable limits.
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation The present invention will be described below in more detail with the aid of an exemplary embodiment
représenté schématique dans les dessins annexés, dans les- shown schematically in the accompanying drawings, in the-
quels l'unique figure est une vue en coupe longitudinale which the only figure is a longitudinal section view
d'une pompe à haute pression monocylindre selon l'invention. a single-cylinder high pressure pump according to the invention.
Selon la figure, la pompe à haute pression com- According to the figure, the high pressure pump
prend un corps 1 fixé au bloc 2 d'un moteur à combustion in- takes a body 1 fixed to block 2 of an internal combustion engine
terne. Un passage traversant 3 du corps de pompe 1 comporte dull. A through passage 3 of the pump body 1 comprises
un cylindre de pompe 4 logeant un piston 5 à mouvement alter- a pump cylinder 4 housing a piston 5 with alternating movement
natif. L'extrémité 6 inférieure du piston de pompe 5 selon la figure est précontrainte contre une came 8 d'un arbre à cames native. The lower end 6 of the pump piston 5 according to the figure is prestressed against a cam 8 of a camshaft
par un ressort de compression 7.by a compression spring 7.
L'extrémité 6 du piston de pompe 5 n'est pas ap- The end 6 of the pump piston 5 is not suitable
pliquée directement contre la came 8. Entre l'extrémité 6 du piston de pompe et la came 8, il y a une bille 20 logée dans une cavité 23 du fond 22 d'une coupelle 21. Un cylindre 19 bent directly against the cam 8. Between the end 6 of the pump piston and the cam 8, there is a ball 20 housed in a cavity 23 at the bottom 22 of a cup 21. A cylinder 19
est relié au fond 22 de la coupelle 21; ce cylindre est gui- is connected to the bottom 22 of the cup 21; this cylinder is
dé en coulissement axial par sa surface périphérique exté- axial sliding die by its outer peripheral surface
rieure dans le corps 1 de la pompe. L'extrémité du cylindre 19 du côté du fond 22 comporte plusieurs ouvertures 24, 25 in the body 1 of the pump. The end of the cylinder 19 on the bottom side 22 has several openings 24, 25
servant au passage de l'agent lubrifiant. used for the passage of the lubricating agent.
Pour tenir la coupelle 21 et la bille 20 appli- To hold the cup 21 and the ball 20 applied
quées contre la came 8, l'extrémité 6 du piston de pompe 5 against the cam 8, the end 6 of the pump piston 5
est pressée contre la bille 20. Pour cela, le ressort de com- is pressed against the ball 20. For this, the compression spring
pression 7 est précontraint entre deux coupelles de ressort 9, 10. La coupelle de ressort 9 s'appuie contre le cylindre 4 de la pompe. La coupelle de ressort 10 est appuyée contre le pressure 7 is prestressed between two spring cups 9, 10. The spring cup 9 bears against the cylinder 4 of the pump. The spring cup 10 is pressed against the
piston de pompe 5.pump piston 5.
La surface frontale 11 du piston 5 du côté opposé à la came d'entraînement 8 délimite une chambre de cylindre 12, alimentée en carburant par l'intermédiaire d'une soupape d'entrée 14. Le piston de pompe 5 met le carburant de la chambre 12 à une haute pression. Le carburant ainsi à haute pression arrive par une soupape de sortie 15 dans une rampe (non représentée). Une électrovanne de commande 16 permet d'évacuer le carburant de la chambre de cylindre 12 lorsque The front surface 11 of the piston 5 on the side opposite to the drive cam 8 delimits a cylinder chamber 12, supplied with fuel via an inlet valve 14. The pump piston 5 supplies the fuel from the chamber 12 at high pressure. The fuel thus at high pressure arrives via an outlet valve 15 in a rail (not shown). A control solenoid valve 16 allows the fuel to be evacuated from the cylinder chamber 12 when
la pression de la rampe est suffisante. the boom pressure is sufficient.
En fonctionnement, le piston de pompe 5 précon- In operation, the pump piston 5 pre-
traint contre la came 8 est commandé en mouvement alternatif trapped against cam 8 is controlled in reciprocating motion
dans son cylindre 4. La bille 20 évite que des efforts trans- in its cylinder 4. The ball 20 prevents forces from trans-
versaux ne soient transmis au piston de pompe 5. La bille 20 permet de ne transmettre au piston de pompe 5 que les forces are transmitted to the pump piston 5. The ball 20 makes it possible to transmit only the forces to the pump piston 5
longitudinales nécessaires à son fonctionnement. longitudinal necessary for its operation.
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