FR2883932A1

FR2883932A1 - Hydraulic transfer pump for high-pressure fuel injection includes discharge aperture such that residual pressure is discharged from piston as it passes top dead center

Info

Publication number: FR2883932A1
Application number: FR0503280A
Authority: FR
Inventors: Florent Sellas; Dominique Veret
Original assignee: Siemens Automotive Hydraulics SA
Current assignee: Siemens Automotive Hydraulics SA
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2006-10-06
Anticipated expiration: 2025-04-04
Also published as: FR2883932B1; WO2006106198A1

Abstract

A transfer pump for high-pressure fuel injection, comprising a hydraulic pump with hollow pistons (1) operated through sliding contacts (2) by a cam (3) having an aperture (4) located near bottom dead center so that a piston is filled with hydraulic fluid as it passes over the aperture, comprises a discharge aperture (10) such that residual pressure is discharged from a piston as it passes top dead center.

Description

La présente invention est relative à un perfectionnement aux pompesThe present invention relates to an improvement to pumps

transfert c'est-à-dire aux pompes comportant une partie souple -telle qu'une membrane ou un soufflet- qui est animée d'un mouvement alternatif par du liquide hydraulique, pompé en permanence par une pompe hydraulique, le mouvement alternatif de ladite partie transfer, ie pumps with a flexible part - such as a diaphragm or bellows - which is reciprocated by hydraulic fluid, continuously pumped by a hydraulic pump, the reciprocating movement of said part

souple servant à pomper un liquide agressif tel par exemple un carburant et en particulier un carburant spécial à hautes performances pour moteurs. flexible for pumping an aggressive liquid such as for example a fuel and in particular a high performance special fuel for engines.

De telles pompes sont décrites dans le brevet US 2 960 936. Such pumps are described in US Patent 2,960,936.

Ces pompes présentent l'inconvénient que le volume de liquide hydraulique continuellement pompé est toujours le même ce qui provoque d'une part un échauffement du liquide tel que la pompe est rapidement détruite et d'autre part que toute fuite intervenant au niveau de ce liquide continuellement recyclé provoque une mise hors service de la pompe. These pumps have the disadvantage that the volume of hydraulically pumped liquid is always the same which causes on the one hand a heating of the liquid such that the pump is quickly destroyed and on the other hand any leak occurring in this liquid continuously recycled causes the pump to be shut down.

Il s'est donc avéré indispensable de disposer dans la partie pompe hydraulique ou partie huile, des moyens permettant à chaque cycle de remettre ledit volume de liquide hydraulique en communication avec une réserve de liquide de façon à, d'une part, corriger d'éventuelles fuites et, d'autre part renouveler, au moins partiellement, le liquide pompé pour éviter son échauffement. It has therefore proved essential to have in the hydraulic pump part or oil part, means allowing each cycle to return said volume of hydraulic fluid in communication with a reserve of liquid so as, firstly, to correct leaks and, on the other hand, renew, at least partially, the pumped liquid to prevent its heating.

Dans ce but on a proposé de réaliser la pompe hydraulique avec des pistons creux animés d'un mouvement alternatif par une came, se déplaçant dans une chambre en communication avec la réserve de liquide hydraulique, ladite came comportant une lunule sur laquelle passent les têtes des pistons creux, le volume interne desdits pistons creux étant mis en communication avec la réserve de liquide à chaque passage au-dessus de la lunule. For this purpose it has been proposed to realize the hydraulic pump with reciprocating hollow pistons reciprocated by a cam, moving in a chamber in communication with the reserve of hydraulic fluid, said cam having a lunula on which the heads of the hollow pistons, the internal volume of said hollow pistons being placed in communication with the reserve of liquid at each passage above the lunula.

Lorsque la pompe est à pistons axiaux la came est un plateau biais; lorsque la 25 pompe est une pompe à pistons radiaux la came est un excentrique. When the pump is axial piston the cam is a bias plate; when the pump is a radial piston pump the cam is an eccentric.

De telles pompes ont été décrites par exemple dans le brevet EP 1 048 849. Such pumps have been described for example in patent EP 1 048 849.

Ces pompes permettent de pomper du carburant pour alimenter à des pressions élevées (de 100 à 300 bars), des systèmes d'injection d'essence pour moteurs à combustion interne. These pumps are used to pump fuel to fuel fuel injection systems for internal combustion engines at high pressures (from 100 to 300 bar).

Une telle pompe est alors entraînée par le moteur, soit par l'arbre à cames soit par la chaîne de distribution. Such a pump is then driven by the motor, either by the camshaft or by the timing chain.

Cependant est apparue une difficulté lors de la mise au point d'une pompe transfert de ce type pour des moteurs de véhicules. However, there has been a difficulty in developing a transfer pump of this type for vehicle engines.

Cette difficulté provient de ce que, à chaque fois que la tête d'un piston de la pompe hydraulique passe au-delà de son point mort haut, l'effort mécanique d'entraînement de la pompe par le moteur varie et, en particulier, le liquide à haute pression se trouvant rémanent à l'intérieur du piston provoque pendant un temps très bref un couple moteur sur la came. Même si ce phénomène est très bref il provoque des variations importantes du couple résistif de la pompe ce qui a pour effet des à-coups sur l'arbre à cames ou la chaîne de distribution. This difficulty arises from the fact that, each time the head of a piston of the hydraulic pump passes beyond its top dead center, the mechanical drive force of the pump by the engine varies and, in particular, the high-pressure fluid remaining in the piston induces a very short engine torque on the cam. Even if this phenomenon is very brief it causes significant variations in the resistive torque of the pump which has the effect of jolts on the camshaft or the timing chain.

La présente invention a pour objet de supprimer cet inconvénient. The present invention aims to eliminate this disadvantage.

La présente invention consiste à ménager, juste après le point mort haut de la came, une lunule de déchargement qui provoque une purge partielle instantanée du volume intérieur de chaque piston, ce qui supprime tout effet de couple moteur de la pompe et donc tout à-coup dans ses moyens d'entraînement. The present invention consists in providing, just after the top dead center of the cam, an unloading lunule which causes an instantaneous partial purge of the internal volume of each piston, which eliminates any effect of engine torque of the pump and therefore all- blow in his means of training.

A titre d'exemple et pour faciliter la compréhension de l'invention on a représenté aux dessins annexés: Figure 1 un exemple de pompe transfert connue à pistons axiaux, la came étant un plateau biais. By way of example and to facilitate understanding of the invention there is shown in the accompanying drawings: Figure 1 an example of known transfer pump with axial pistons, the cam being a bias plate.

Figure 2 un exemple de variante connue de réalisation de la pompe de la figure 1, la partie souple de la pompe étant un soufflet. Figure 2 an example of known embodiment of the pump of Figure 1, the flexible portion of the pump being a bellows.

Figure 3 un exemple de pompe transfert connue à pistons radiaux, la came étant un excentrique. Figure 3 an example of known transfer pump with radial pistons, the cam being an eccentric.

Figure 4 un exemple de mise en oeuvre de l'invention sur une pompe du type de celles des figures 1 et 2. Figure 4 an example of implementation of the invention on a pump of the type of those of Figures 1 and 2.

Les figures 1 à 3 représentent des pompes transfert de type connu permettant de fournir de l'essence à hautes performances, appelée supercarburant, à des pressions de l'ordre de 100 à 300 bars pour des systèmes d'alimentation par injection de moteurs à combustion interne. FIGS. 1 to 3 show known type transfer pumps making it possible to supply high performance gasoline, called super-fuel, at pressures of the order of 100 to 300 bar for combustion engine injection fueling systems. internal.

Ces pompes comportent des pistons creux 1 qui reposent chacun par l'intermédiaire d'un plot de glissement 2 contre une came 3 sur la face de laquelle est gravée une lunule 4. These pumps comprise hollow pistons 1 which each rest by means of a sliding stud 2 against a cam 3 on the face of which is engraved a lunula 4.

La came 4, entraînée par un arbre moteur 6 tourne dans un volume 5 rempli de liquide hydraulique en liaison avec une réserve de liquide hydraulique 5a. The cam 4, driven by a drive shaft 6 rotates in a volume 5 filled with hydraulic fluid in connection with a reserve of hydraulic fluid 5a.

Chaque fois qu'un plot de glissement 2 passe sur la lunule 4 il y a communication entre le volume creux du piston 1 correspondant et le volume 5. Whenever a sliding stud 2 passes over the lunula 4 there is communication between the hollow volume of the corresponding piston 1 and the volume 5.

La lunule 4 est disposée au voisinage du point mort bas de la came 3 de sorte que le piston creux 1 se remplit de liquide lors du passage de son plot 2; puis lorsque le plot 2 n'est plus sur la lunule, toute communication avec le volume 5 est interrompue; le liquide est alors refoulé par le piston 1 depuis le point mort bas de la came 3 jusqu'à son point mort haut. The lunula 4 is disposed near the bottom dead center of the cam 3 so that the hollow piston 1 fills with liquid during the passage of its stud 2; then when the pad 2 is no longer on the lunula, any communication with the volume 5 is interrupted; the liquid is then discharged by the piston 1 from the bottom dead point of the cam 3 to its top dead center.

Ce liquide refoulé dans la chambre 7 agit sur la membrane 8 (figure 1 et 3) dont les mouvements alternatifs pompent le liquide se trouvant dans la chambre 9. This liquid discharged into the chamber 7 acts on the membrane 8 (FIG. 1 and 3) whose reciprocating movements pump the liquid in the chamber 9.

A la figure 2 on voit que la membrane 8 est remplacée par un soufflet 8a, qui remplit la même fonction. In Figure 2 we see that the membrane 8 is replaced by a bellows 8a, which performs the same function.

Il s'avère que la haute pression, qui règne dans la chambre 7 au point mort haut, a, pendant un bref instant, un effet moteur, juste après que le plot de glissement ait franchi le point mort haut, jusqu'à détente complète de la haute pression rémanente. It turns out that the high pressure, which prevails in the chamber 7 at the top dead center, has, for a brief moment, a driving effect, just after the sliding block has passed the top dead center, until complete relaxation. of the high residual pressure.

Cela provoque, pendant ce bref instant, une variation du couple résistif de la pompe et donc des à-coups dans les mécanismes d'entraînement de l'arbre moteur 6 que ce soit l'arbre à cames, la chaîne de distribution ou autre. This causes, during this brief moment, a variation of the resistive torque of the pump and thus jolts in the drive mechanisms of the drive shaft 6 whether it is the camshaft, the timing chain or other.

La figure 4 est une vue partielle des figures 1 et 2 ne présentant en perspective, que le plateau biais 3, la lunule de remplissage 4 et trois pistons creux 1 sur leur plot de glissement 2 dont un à son point mort haut. La flèche fl illustrant le sens de rotation du plateau biais 4, la flèche f2 illustre le sens de déplacement de chaque plot de glissement 2 par rapport à la face du plateau biais 3. FIG. 4 is a partial view of FIGS. 1 and 2 showing in perspective only the bias plate 3, the filling lunule 4 and three hollow pistons 1 on their sliding block 2, one of which is at its top dead center. The arrow fl illustrating the direction of rotation of the bias plate 4, the arrow f2 illustrates the direction of movement of each sliding pad 2 relative to the face of the bias plate 3.

L'axe XX représente la ligne de plus grande pente du plateau biais 3. The XX axis represents the line of greatest slope of the bias plate 3.

Selon l'invention on dispose, un peu après le point mort haut, une lunule de déchargement 10, qui prend naissance à l'intérieur du plot de glissement 2 et qui a une longueur telle qu'elle déborde au-delà de la paroi extérieure dudit plot 2 de sorte qu'elle fait communiquer l'orifice interne du plot 2 (et donc le volume interne du piston creux 1) avec le volume 5 dans lequel se débat le plateau biais 4, volume qui est en liaison avec la réserve d'huile et donc sans pression. According to the invention, a little after the top dead center is provided, an unloading lunule 10, which originates inside the sliding block 2 and which has a length such that it extends beyond the outer wall said stud 2 so that it communicates the internal orifice of the stud 2 (and therefore the internal volume of the hollow piston 1) with the volume 5 in which the bias plate 4 is struggling, volume which is in connection with the reserve of oil and therefore without pressure.

Il en résulte que la haute pression rémanente à l'intérieur du piston 1 est immédiatement purgée ce qui fait disparaître tout couple moteur parasite. As a result, the high residual pressure inside the piston 1 is immediately purged which eliminates any parasitic motor torque.

La section de passage dont la lunule de purge 10 fait saillie à l'intérieur du plot 2 détermine le temps pendant lequel la purge se produira compte tenu de la vitesse de rotation de la came 3, de même la position exacte de la lunule de purge 10 en aval de la ligne de plus grande pente XX détermine le moment où la purge interviendra: ce sont là des paramètres de réglages qui doivent être déterminés par le fabricant en fonction des paramètres du moteur. The passage section of which the bleed lunette 10 projects inside the pad 2 determines the time during which the purge will occur taking into account the speed of rotation of the cam 3, likewise the exact position of the bleeding eye 10 downstream of the line of greatest slope XX determines the moment when the purge will occur: these are parameters of adjustments which must be determined by the manufacturer according to the parameters of the engine.

Dans l'exemple de réalisation décrit en relation avec la figure 4 la came 3 est un plateau biais (correspondant aux figures 1 et 2) et la lunule de purge 10 est ménagée sur la face dudit plateau biais; mais il est bien évident que si la came 3 est un excentrique (correspondant à la figure 3) la lunule de purge doit, de façon équivalente être disposée sur ledit excentrique, un peu en aval de son point mort haut. In the embodiment described in connection with FIG. 4, the cam 3 is a bias plate (corresponding to FIGS. 1 and 2) and the bleed ring 10 is formed on the face of said bias plate; but it is obvious that if the cam 3 is an eccentric (corresponding to FIG. 3), the purge ring must, equivalently be disposed on said eccentric, a little downstream from its top dead center.

Claims

1- Transfer pump for injection under high pressure of the type comprising a hydraulic pump whose pistons (1) are hollow and each rest by a sliding stud (2) against a cam (3) on which is engraved a lunula (4). ) placing in communication the internal volume of a piston (1) and the volume (5) in which the cam (3) is depressed when a sliding stud (2) passes over said lunula (4), the latter being placed in the vicinity of the bottom dead center of the cam (3) to ensure the filling of each hollow piston (1) characterized in that said cam (3) comprises an additional lunula (10) said discharge lunette, through which the high residual pressure prevailing in a hollow piston (1) when it has passed the top dead center of the cam (3) is purged.

2- pump according to claim 1 wherein the discharge lunette (10) is disposed very close to the dead center upstream downstream thereof.

3- pump according to claims 1 and 2 wherein the passage section, the discharge lunette (10) protrudes inside the sliding pad (2) determines the discharge time as a function of the speed of rotation of the cam.