CA1173315A - Ensemble pompe-injecteur de combustible pour moteur a combustion interne - Google Patents
Ensemble pompe-injecteur de combustible pour moteur a combustion interneInfo
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION:
Ensemble pompe-injecteur de combustible pour moteur à combustion interne, comportant un corps d'injecteur ayant un alésage axial dont le fond est percé d'au moins un orifice de pulvérisation du combustible, au moins un conduit d'admission de combustible s'ouvrant dans cet alésage vers le fond de celui-ci, un plongeur-pointeau monté coulissant dans ledit alésage entre une première position où ce plongeur est écarté
du fond de l'alésage et une seconde position, ou position de fin d'injection où la pointe de ce plongeur obture les orifices de pulvérisation, ledit ensemble pompe-injecteur comportant des moyens de dosage de la quantité injectée à
travers l'orifice de pulvérisation, ces moyens de dosage com-portant un conduit de transfert ménagé dans le plongeur-pointeau-communiquant à une première extrémité avec un conduit d'échap-pement du combustible lorsque le plongeur-pointeau est dans sa première position, ce conduit d'échappement s'ouvrant sur la paroi de l'alésage axial, une bague de dosage entourant le plongeur et située dans une chambre annulaire du corps d'injec-teur dans laquelle débouche ledit alésage et où s'ouvre ledit conduit d'échappement, cette bague ayant un bord supérieur dont une portion au moins coopère avec la première extrémité
du conduit de transfert pour assurer le dosage du combustible et des moyens de réglage de la position de la bague dans le corps d'injecteur. Cet ensemble est caractérisé en ce que ledit conduit de transfert débouche à sa deuxième extrémité, à l'extrémité libre du plongeur-pointeau, ladite portion du bord supérieur de la bague de dosage définissant le début d'injection par l'obturation de la première extrémité du conduit longitudinal.
Ensemble pompe-injecteur de combustible pour moteur à combustion interne, comportant un corps d'injecteur ayant un alésage axial dont le fond est percé d'au moins un orifice de pulvérisation du combustible, au moins un conduit d'admission de combustible s'ouvrant dans cet alésage vers le fond de celui-ci, un plongeur-pointeau monté coulissant dans ledit alésage entre une première position où ce plongeur est écarté
du fond de l'alésage et une seconde position, ou position de fin d'injection où la pointe de ce plongeur obture les orifices de pulvérisation, ledit ensemble pompe-injecteur comportant des moyens de dosage de la quantité injectée à
travers l'orifice de pulvérisation, ces moyens de dosage com-portant un conduit de transfert ménagé dans le plongeur-pointeau-communiquant à une première extrémité avec un conduit d'échap-pement du combustible lorsque le plongeur-pointeau est dans sa première position, ce conduit d'échappement s'ouvrant sur la paroi de l'alésage axial, une bague de dosage entourant le plongeur et située dans une chambre annulaire du corps d'injec-teur dans laquelle débouche ledit alésage et où s'ouvre ledit conduit d'échappement, cette bague ayant un bord supérieur dont une portion au moins coopère avec la première extrémité
du conduit de transfert pour assurer le dosage du combustible et des moyens de réglage de la position de la bague dans le corps d'injecteur. Cet ensemble est caractérisé en ce que ledit conduit de transfert débouche à sa deuxième extrémité, à l'extrémité libre du plongeur-pointeau, ladite portion du bord supérieur de la bague de dosage définissant le début d'injection par l'obturation de la première extrémité du conduit longitudinal.
Description
La présente invention concerne un ensemble ponpe-injecteur pour réaliser à la fois le dosage et l'in;ection de combustible dans un moteur à combustion interne.
Des pompes de dosage de combustibles sont connues de l'art antérieur et décrites par exemple dans le brevet britannique 139 7l~2.
On connaît déjà, par exemple par le brevet US 3 131 866 et par la communication "Simulation of the Cummins Diesel Injection System"
de Andrew Rosselli et Pat Badgley, à la Society of Automotive Engineers, N 710 570, un injecteur de combustible comportant un corps d'injecteur ayant un alésage axial dont le fond est percé d'au moins un orifice de pulverisation du combustible.
Un conduit d'admission de combustible sous pression s'ouvre dans cet alésage vers le fond de celwi-ci, ce conduit se raccordant à
un circuit d'arrivée du combustible. Un plongeur, ou pointeau, est monté
coulissant dans ledit alésage entre une première position, ou position haute, où ce plongeur est écarté du fond de l'alésage et une seconde position, ou position basse de fin d'injection, où la pointe de ce plon-geur obture les orifices de pulvérisation du combustible par contact avec le fond de l'alésage.
La commande des déplacements du plongeur est assurée par un ensemble came, poussoir et culbuteur, contre l'action d'un ressort de rappel.
Avec un tel injecteur, la charge de combustible injectée par coup est réglée en dosant la quantité de combustible admise dans l'alé-sage par le conduit d'admission. Selon l'importance de la quantité de combustible à injecter, l'alésage est plus ou moins rempli de combustible -au moment où le plongeur amorce sa course descendante de refoulement du combustible. Dans ce but, l'orifice d'admission à l'injecteur-pompe est alimenté en combustible sous une pression variable en fonction de la position de l'accélérateur et du régime de rotation du moteur. Ainsi, la quantité de combustible admise dans l'alésage varie suivant la pres-sion d'alimentation et la durée de la période de dosage (cette dernière étant inversement proportionnelle au régime de rotation) d'où l'appel-~- ~
s la-tion système P-T (Pressioi~--Temps). Les inconvenients d'un tel systeme resident, d'~ e part dans la dl~ficulte de realiser l equilibrage des deb:L-ts cles diEEeren-ts injecteurs sur un mo-teur mul-ticylindre compte -tenu de l'importance du calibrage de l'orifice d'admission du combustible ci chaque injecteur, et d'autre part dans le mode de régula-tion de l'in-jection, c'est-à-dire un asser.vissement s'effectuant par l'intermediaire de la pression d'alimentation.
D'autres systemes d'injection son-t decrits dans la - 10 demande de brevet allemand 2 719 228 e-t dans le breve-t fxan-cais 1 108 081 qui comportent un oryane du type pompe pour assurer le transfert de la quantite dosee du combus-tible dans la portion de l'alesaye de l'injecteur ou debouchent les ori~ices d'injection. ~vec de tels dispositifs, des yaz sont admis dans le systeme d'injection et non seulemen-t le debut de l'injec-tion varie avec la charge du ~ait de la forte com-pressibilite de ces gaz, mais de plus, le dehut d'in-jection du combustible ne peut être connu avec precision.
Le probleme du dosa~e de la charge de combus-tible est resolu selon la presente inven-tion.
Selon la presente invention, il est prevu un ensem-ble pompe-injectcur de col~lbustiblc pour motcur a combustion interne, comportant un corps d'injecteur ayant un alesage axial dont le fond est perce d'au moins un orifice de pulveri-sation du combustible, au moins un conduit d'admission de combustible s'ouvrant dans cet alesaye vers le fond de celui-ci, un plongeur-pointeau monte coulissant dans ledit alesage entre une premiere position o~ ce plonyeur est ecarte du fond de l'alesage et une seconde position, ou position de fin d'injection ou la pointe de ce plongeur obture les orlfices de pulverisation, ledit ensemble pompe-injecteur comportant des moyens de dosage de la quanti-te injectée a travers .~ .
~ - 2 -33~i l'orifice de pulverisation, ces moyens de dosage compor-tant un conduit de transfert menage dans le plongeur-poin-teau communiquant à une première e~tremite avec un conduit diéchap-pement du combustible lorsque ~e plongeur-poin-teau est dans sa première position, une bague de dosage en-touran-t le plongeur et si-tuée dans une chambre annulaire du corps d'in-jec-teur dans laquelle debouche ledit alesage et ou s'ouvre ledi~ conduit d'echappement r ce-t-te bague ayan-t un bord supé-rieur dont.une portion au moins coopère avec la première extrémité du conduit de transfert pour assurer le dosage du combustible et des moyens de réglage de la position de la bague ou du plongeur-pointeau dans le corps d'injecteur, caracterisé en ce que ledit conduit de transfert débouche à
sa deuxieme e~trémi~e, à l'extremite libre du plongeur~
pointeau, ladite portion du bord superieur de la bague de dosage definissant le debut d'injec-tion par l'obturation de la première extremi-té du c.onduit longitudinal.
L'ensemble pompe-injecteur de la présente demande peut en outre présen-ter l'une au moins des caractéristiques suivantes:
.5 Selon un mode de réalisation, le conduit longitudinal est constitué par une rainure ménagée dans la paroi du plongeur.
.~ Selon un autre mode de réalisation, le conduit longitudinal est constitué par un percage axial du plongeur qui d~bouche par deux orifices situés à des niveaux différents de la paroi du plongeur.
Selon un autre mode de réalisation, l'ensemble pompe-injecteur comporte un poussoir coopérant avec un organe de déplacement du plongeur, ce poussoir étant monté coulissant dans un évidement cylindrique du poin-teau qui communique avec le conduit de tsansfert.
Un exemple de réalis.ation de l'invention est illustré par les dessins annexés où :
- la figure 1 représente l'ensemble pompe~injecteur en coupe longitudi-nale, - la figure 2 est une vue de dessus montrant les orifices des conduits d'alimentation et de retour du combustible, - la figure 2A est une vue en coupe selon la ligne A-A de la fi.gure 2, - la figure 3 est une vue partielle montrant la bague de dosage, - la figure 3A est une vue développée de la paroi de cette bague de dosage, - la figure 4 est une vue en section droite au niveau indiqué sur la figure 1, montrant la crémaillere de commande de la bague de dosage, - les figures 5 à 8 illustrent schématiquement le fonctionnement de l'ensemble pompe-injecteur et .
- la figure 9 montre un autre mode de réalisation du conduit longitudi-nal de retour du combustible.
JJ3~.5 L'ensemble pompe-injecteur illustré comprend un corps d'in-jecteur 1 ayant un alésage axial 2 dont le fond, ou extrémité inférieure~
3 est percé d'au moins un orifice ~ de pulvérisation par lequel s'effec-tue l'injection du combustible, l'extrémité supérieure de cet alésage s'ouvrant dans une chambre annulaire 5 de plus grand diamètre. Un conduit 6 muni d'un clapet anti-retour 7 et qui est relié à un circuit d'arrivée de combustible sous-pression (non représenté), permet l'admission du com-bustible dans l'alésage 2, où il débouche en 8 à proximité du fond 3 de cet alésage. Un conduit d'échappement 9 (fig. 2A) qui est relié à un cir-cuit (non représenté) d'échappement, ou de retour, du combustible versson réservoir s'ouvre dans la chambre 5.
Un plongeur-pointeau 10 est monté coulissant dans l'alésage 2 entre une première position (position haute), où il est écarté du fond 3 de l'alésage, et une seconde position tposition basse), représe.ntee sur la figure 1, où il est appliqué contre ce fond.
Le plongeur 10 comporte un conduit de transEert 11 débouchant sur la paroi du plongeur par une première ouverture 12 située au niveau de la chambre 5 et par une seconde ouverture 13 située à l'extrémité li-bre du plongeur, cette seconde ouverture 13 étant dans ce mode de réali-sation de l'invention obturée par contact avec le fond de l'alésage dansla position basse du plongeur (position de fin d'injection).
Ce dispositif est construit de fac,on à permettre d'injecter à travers les orifices une quantité de combustible déterminée. Cette inJection s'effectue par déplacement du plongeur vers le bas sous l'ac-tion d~une came 14, entraînée en rotation par le moteur, et contre l'ac-tion d'un ressort de rappel 15.
Ce ressort 15 est logé entre un épaulement annulaire 16 du plongeur 10 et une bague d'appui 17 pressant contre le fond 18 de la Chambre 5, par l'intermédiaire d'une entretoise annulaire 19, une bague de dosage 20 montée rotative autour du plongeur 10, mais dont le dépla-cement axial par rapport au corps d'injecteur 1 est ainsi empêché.
Une portion au moins du bord supérieur de la bague 20 forme une rampe 21 inclinée sur l'axe du plongeur 10 (figs. 3et 3A), cette .
~7~33~
rampe commandant le début d'injection en obturant l'ouverture 12 du conduit 11 lorsque le plongeur 10 est rapproché du fond 3 de l'alésage.
Des organes empêchent la rotation du plongeur lQ autour de son axe, ces organes pouvant par exemple comprendre un ergot s'engageant dans une gorge parallèle à cet axe, l'ergot étant par exemple porté par le corps d'injecteur 1 et la gorge étant ménagée dans la paroi du plongeur, ou vice-versa.
Dans le-mode de réalisation illustré par la figure 1, les organes empêchant la rotation du plongeur 10 autour de son axe sont cons-titués par des rainures de guidage 22 ménagées respectivement dans laparoi du plongeur 10 à sa partie supérieure et dans un couvercle de gui-dage 23 Eixé à la partie supérieure du corps d'injecteur 1.
Des moyens de réglage du calage angulaire relatiE à la bague de dosage 20 et de l'oriEice 12 du plongeur permeltent d'ajuster la quantité
de combustible injectée à chaque aller-retour du plongeur.
Ces moyens, qui peuvent comprendre une tringlerie commandée par la pédale d'accélérateur du moteur pourront comporter, comme dans l'exemple représenté sur les figures 1, 3 et 4 une crémaillère 24 coo-pérant avec des dents périphériques 24a de la bague 20.
On ne sortirait pas du cadre de la présente invention en utilis~ant des moyens de réglage de la position angulaire relative de la bague de dosage et du plongeur-pointeauJqui maintiennent iixe la bague dans le corps du dispositif et assument le réglage en rotation du plongeur-pointeau autour de son axe.
Le fonctionnement de cet ensemble pompe-injecteur est illus-tré schématiquement par les figures 5 à 8, tous les espaces ou conduits du dispositif étant remplis de combustible.
~ors de la remontée du plongeur à partir de sa position il-lustrée par la figure 5, il y a d'abord un effet de pompage du combus-tible, tant que l'ouverture de décharge 12 est obturée par la paroi de la bague 20, puis le remplissage du fond de l'alésage 2 en combustible se poursuit sous l'effet de la pression d'alimentation régnant dans le conduit 6, et ce jusqu'au point mort haut du plongeur 10 (position illus-trée par la figure 6). La totalité du volume délimité entre l'extrémité
du plongeur et le fond de l'alésage est alors rempli uniquement de combus-tible.
Dans cette position du plongeur, l'oriEice 12 se trouve au-dessus de la rampe 21 et le Eond de l'alésage 2 est rempli de combustible qui peut s'écouler du conduit 6 muni du clapet anti-retour 7 jusqu'au réservoir de combustible (non représenté), par le conduit 11 du pointeau et la canalisation de retour 9 reliée au réservoir. Cet écoulement se poursuit tant que l'orifice 12 n'est pas masqué par la bague de dosage.
Dans la position du plongeur 10 représentée sur la figure 7, l'orifice 12 du conduit 11 a dépassé la rampe 21 dans sa course descen-dante et cet oriEice se trouve obturé par la paroi interne de la bague de dosage 20. Le combustible ne peut donc plus s'écouler vers la canali~
sation de retour 9. Le plongeur poursuivant sa course vers le Eond 3 de l'alésage 2, le combustible est chassé sous pression par les orifices de pulvérisation 4. Il est aisé de comprendre que la coopération de la rampe 21 et de l'orifice 12 détermine d'une part le dosage de la quantité
de combustible qui reste emprisonné dans le fond de l'alésage et d'autre part le début de l'injection de ce combustible à travers les orifices 4.
L'injection se termine lorsque ces orifices 4 sont obturés par la pointe du plongeur, dans la position représentée sur la figure 8.
La rotation de la came 14 se poursuivant, le plongeur 10 est soulevé par le ressort 15 et le fond de l'alésaPe 2 est à nouveau rempli de combustible et le cycle décrit plus haut est~recommencé.
En raison de l'inclinaison de la rampe 21 sur l'axe du plongeur 10, on peut faire varier la durée d'obturation de l'orifice 12 par la paroi interne de la bague 20, c'est-à-dire doser la quantité de combustible injectée à chaque cycle par rotation de la bague 20 autour de son axe, par l'intermédiaire de la crémaillère 24.
Par rapport au système d'injection Cummins décrit dans l'in-troduction, où le dosage s'effectue par l'intermédiaire de la variation de pression d'alimentation du combustible, le dispositif pompe-in;ecteur ~L7;33~
se'.on l'invention est un système où le dosage s'effectue mécaniquement, indépendamment de la valeur de la pression d'alimentation, d'où un cer-tain nombre d'avantages, parmi lesquels :
- équilibrage des débits des differents injecteurs dans un moteur multi-cylindre, cet équilibrage étant mieux realisé sur l'ensemble de la plage de fonctionnement du moteur (régime-charge);
- régulation du débit par action sur une crémaillère, c'est-à-dire en utilisant un mode de régulation classique sur les pompes d'injection.
.
Par ailleurs, ce système de commande par la bague cle dosage 10 -20 est intégré à l'ensemble pompe-injecteur et les déplacements relatifs de l'organe de commande par rapport au plongeur 10 sont lim;tés à ceux nécessités par la fonction de dosage proprement dite (ce qui peut être notamment avantageux pour l'injection de grandes quantités de combustible).
Il serait également possible, dans une variante au mode de réalisation illustré par la figure 1, de réaliser le dosage du combusti-ble par rotation du plongeur 10, la bague 20 munie de la rampe inclinée 21 restant fixé par rapport au corps d'injecteur.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention (non re-présenté) où le bord supérieur de la bague de dosage 20 forme ou non une rampe inclinée, la commande de dosage s'effectue par déplacement axial de la bague 20 le long du plongeur 10 par rapport au corps d'injecteur sous l'.~ction de moyens de réglage dont la réalisation est à la portée du spécialiste.
D~ans l'exemple de réalisation illustré par la figure 1, le conduit de transfert 11 est constitué par un perçage sensiblement axial du plongeur 10 Selon un autre mode de réalisation, le conduit axial est constitué par une rainure longitudinale lla portée par le plongeur, cette rainure débouchant à l'extrémité libre de ce plongeur.
Bien entendu, on ne sortlrait pas du cadre de la présente ~733~
invention en remplacant la rainure rectiligne lla par une rainure hélicol-dale.
Dans tous les modes de réalisation, l'extrémité inférieure du conduit de transfert sera de préférence mais non exclusivement placée de sorte que le combustible circule du conduit d'alimentation 6 au canal de transfert 11 en balayant une partie au moins de l'esPace délimité entre le fond de l'alésa~e 3 et l'extrémité libre du plon~eur la.
Ainsi qu'on l'a illustré sur la figure 1, l'ensembl~ po~pe-injecteur comporte à sa partie supérieure un poussoir 25 monté coulissant dans un évidement cylindrique axial 26 du plongeur, le fond de cet évi-dement communiquant avec le conduit longitudinal 11 de combustible ména-gé dans le plongeur 10.
Un joint annulaire 27 porté par le poussoir 25 assure l'é-tanchéité.
Cet agencement permet d'éviter les inconvénients qui pour-raient résulter d'une double portée mécanique : la première portée étant celle de la came au sommet du plongeur 10 et la seconde portée étant celle de la pointe du plongeur contre le fond 3 de l'alésage 2 dans la position de fin d'injection représentée sur les figures 1 et 7.
Cette double portée risque, en efEet, d'entrainer un fonc-tionnement défectueux du dispositif en raison des deux écueils suivants :
- risque de fuite du combustible par les orifices 4 après la fin d'injec-tion si la pointe du plongeur 10 n'est pas appliquée contre le siège 3 avec une force suffisante, - risque de détérioration de la pointe du plongeur et/ou du siège 3 si la force appliquant le plongeur contre ce dernier est trop forte.
Cet inconvénient est supprimé avec la disposition adaptée où le combustible sous pression est utilisé pour compenser les jeux axiaux dus aux tolérances d'usinage à l'usure et aux différences de dilatation thermique, ce combustible sous pression réalisant une butée liquide.
~3 :
s Le jeu el (fig. 1) sera de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre.
Le jeu e2 sera au moins égal à el, mais pas trop important afin de ne pas augmenter exagérément le volume mort de combustible.
Des pompes de dosage de combustibles sont connues de l'art antérieur et décrites par exemple dans le brevet britannique 139 7l~2.
On connaît déjà, par exemple par le brevet US 3 131 866 et par la communication "Simulation of the Cummins Diesel Injection System"
de Andrew Rosselli et Pat Badgley, à la Society of Automotive Engineers, N 710 570, un injecteur de combustible comportant un corps d'injecteur ayant un alésage axial dont le fond est percé d'au moins un orifice de pulverisation du combustible.
Un conduit d'admission de combustible sous pression s'ouvre dans cet alésage vers le fond de celwi-ci, ce conduit se raccordant à
un circuit d'arrivée du combustible. Un plongeur, ou pointeau, est monté
coulissant dans ledit alésage entre une première position, ou position haute, où ce plongeur est écarté du fond de l'alésage et une seconde position, ou position basse de fin d'injection, où la pointe de ce plon-geur obture les orifices de pulvérisation du combustible par contact avec le fond de l'alésage.
La commande des déplacements du plongeur est assurée par un ensemble came, poussoir et culbuteur, contre l'action d'un ressort de rappel.
Avec un tel injecteur, la charge de combustible injectée par coup est réglée en dosant la quantité de combustible admise dans l'alé-sage par le conduit d'admission. Selon l'importance de la quantité de combustible à injecter, l'alésage est plus ou moins rempli de combustible -au moment où le plongeur amorce sa course descendante de refoulement du combustible. Dans ce but, l'orifice d'admission à l'injecteur-pompe est alimenté en combustible sous une pression variable en fonction de la position de l'accélérateur et du régime de rotation du moteur. Ainsi, la quantité de combustible admise dans l'alésage varie suivant la pres-sion d'alimentation et la durée de la période de dosage (cette dernière étant inversement proportionnelle au régime de rotation) d'où l'appel-~- ~
s la-tion système P-T (Pressioi~--Temps). Les inconvenients d'un tel systeme resident, d'~ e part dans la dl~ficulte de realiser l equilibrage des deb:L-ts cles diEEeren-ts injecteurs sur un mo-teur mul-ticylindre compte -tenu de l'importance du calibrage de l'orifice d'admission du combustible ci chaque injecteur, et d'autre part dans le mode de régula-tion de l'in-jection, c'est-à-dire un asser.vissement s'effectuant par l'intermediaire de la pression d'alimentation.
D'autres systemes d'injection son-t decrits dans la - 10 demande de brevet allemand 2 719 228 e-t dans le breve-t fxan-cais 1 108 081 qui comportent un oryane du type pompe pour assurer le transfert de la quantite dosee du combus-tible dans la portion de l'alesaye de l'injecteur ou debouchent les ori~ices d'injection. ~vec de tels dispositifs, des yaz sont admis dans le systeme d'injection et non seulemen-t le debut de l'injec-tion varie avec la charge du ~ait de la forte com-pressibilite de ces gaz, mais de plus, le dehut d'in-jection du combustible ne peut être connu avec precision.
Le probleme du dosa~e de la charge de combus-tible est resolu selon la presente inven-tion.
Selon la presente invention, il est prevu un ensem-ble pompe-injectcur de col~lbustiblc pour motcur a combustion interne, comportant un corps d'injecteur ayant un alesage axial dont le fond est perce d'au moins un orifice de pulveri-sation du combustible, au moins un conduit d'admission de combustible s'ouvrant dans cet alesaye vers le fond de celui-ci, un plongeur-pointeau monte coulissant dans ledit alesage entre une premiere position o~ ce plonyeur est ecarte du fond de l'alesage et une seconde position, ou position de fin d'injection ou la pointe de ce plongeur obture les orlfices de pulverisation, ledit ensemble pompe-injecteur comportant des moyens de dosage de la quanti-te injectée a travers .~ .
~ - 2 -33~i l'orifice de pulverisation, ces moyens de dosage compor-tant un conduit de transfert menage dans le plongeur-poin-teau communiquant à une première e~tremite avec un conduit diéchap-pement du combustible lorsque ~e plongeur-poin-teau est dans sa première position, une bague de dosage en-touran-t le plongeur et si-tuée dans une chambre annulaire du corps d'in-jec-teur dans laquelle debouche ledit alesage et ou s'ouvre ledi~ conduit d'echappement r ce-t-te bague ayan-t un bord supé-rieur dont.une portion au moins coopère avec la première extrémité du conduit de transfert pour assurer le dosage du combustible et des moyens de réglage de la position de la bague ou du plongeur-pointeau dans le corps d'injecteur, caracterisé en ce que ledit conduit de transfert débouche à
sa deuxieme e~trémi~e, à l'extremite libre du plongeur~
pointeau, ladite portion du bord superieur de la bague de dosage definissant le debut d'injec-tion par l'obturation de la première extremi-té du c.onduit longitudinal.
L'ensemble pompe-injecteur de la présente demande peut en outre présen-ter l'une au moins des caractéristiques suivantes:
.5 Selon un mode de réalisation, le conduit longitudinal est constitué par une rainure ménagée dans la paroi du plongeur.
.~ Selon un autre mode de réalisation, le conduit longitudinal est constitué par un percage axial du plongeur qui d~bouche par deux orifices situés à des niveaux différents de la paroi du plongeur.
Selon un autre mode de réalisation, l'ensemble pompe-injecteur comporte un poussoir coopérant avec un organe de déplacement du plongeur, ce poussoir étant monté coulissant dans un évidement cylindrique du poin-teau qui communique avec le conduit de tsansfert.
Un exemple de réalis.ation de l'invention est illustré par les dessins annexés où :
- la figure 1 représente l'ensemble pompe~injecteur en coupe longitudi-nale, - la figure 2 est une vue de dessus montrant les orifices des conduits d'alimentation et de retour du combustible, - la figure 2A est une vue en coupe selon la ligne A-A de la fi.gure 2, - la figure 3 est une vue partielle montrant la bague de dosage, - la figure 3A est une vue développée de la paroi de cette bague de dosage, - la figure 4 est une vue en section droite au niveau indiqué sur la figure 1, montrant la crémaillere de commande de la bague de dosage, - les figures 5 à 8 illustrent schématiquement le fonctionnement de l'ensemble pompe-injecteur et .
- la figure 9 montre un autre mode de réalisation du conduit longitudi-nal de retour du combustible.
JJ3~.5 L'ensemble pompe-injecteur illustré comprend un corps d'in-jecteur 1 ayant un alésage axial 2 dont le fond, ou extrémité inférieure~
3 est percé d'au moins un orifice ~ de pulvérisation par lequel s'effec-tue l'injection du combustible, l'extrémité supérieure de cet alésage s'ouvrant dans une chambre annulaire 5 de plus grand diamètre. Un conduit 6 muni d'un clapet anti-retour 7 et qui est relié à un circuit d'arrivée de combustible sous-pression (non représenté), permet l'admission du com-bustible dans l'alésage 2, où il débouche en 8 à proximité du fond 3 de cet alésage. Un conduit d'échappement 9 (fig. 2A) qui est relié à un cir-cuit (non représenté) d'échappement, ou de retour, du combustible versson réservoir s'ouvre dans la chambre 5.
Un plongeur-pointeau 10 est monté coulissant dans l'alésage 2 entre une première position (position haute), où il est écarté du fond 3 de l'alésage, et une seconde position tposition basse), représe.ntee sur la figure 1, où il est appliqué contre ce fond.
Le plongeur 10 comporte un conduit de transEert 11 débouchant sur la paroi du plongeur par une première ouverture 12 située au niveau de la chambre 5 et par une seconde ouverture 13 située à l'extrémité li-bre du plongeur, cette seconde ouverture 13 étant dans ce mode de réali-sation de l'invention obturée par contact avec le fond de l'alésage dansla position basse du plongeur (position de fin d'injection).
Ce dispositif est construit de fac,on à permettre d'injecter à travers les orifices une quantité de combustible déterminée. Cette inJection s'effectue par déplacement du plongeur vers le bas sous l'ac-tion d~une came 14, entraînée en rotation par le moteur, et contre l'ac-tion d'un ressort de rappel 15.
Ce ressort 15 est logé entre un épaulement annulaire 16 du plongeur 10 et une bague d'appui 17 pressant contre le fond 18 de la Chambre 5, par l'intermédiaire d'une entretoise annulaire 19, une bague de dosage 20 montée rotative autour du plongeur 10, mais dont le dépla-cement axial par rapport au corps d'injecteur 1 est ainsi empêché.
Une portion au moins du bord supérieur de la bague 20 forme une rampe 21 inclinée sur l'axe du plongeur 10 (figs. 3et 3A), cette .
~7~33~
rampe commandant le début d'injection en obturant l'ouverture 12 du conduit 11 lorsque le plongeur 10 est rapproché du fond 3 de l'alésage.
Des organes empêchent la rotation du plongeur lQ autour de son axe, ces organes pouvant par exemple comprendre un ergot s'engageant dans une gorge parallèle à cet axe, l'ergot étant par exemple porté par le corps d'injecteur 1 et la gorge étant ménagée dans la paroi du plongeur, ou vice-versa.
Dans le-mode de réalisation illustré par la figure 1, les organes empêchant la rotation du plongeur 10 autour de son axe sont cons-titués par des rainures de guidage 22 ménagées respectivement dans laparoi du plongeur 10 à sa partie supérieure et dans un couvercle de gui-dage 23 Eixé à la partie supérieure du corps d'injecteur 1.
Des moyens de réglage du calage angulaire relatiE à la bague de dosage 20 et de l'oriEice 12 du plongeur permeltent d'ajuster la quantité
de combustible injectée à chaque aller-retour du plongeur.
Ces moyens, qui peuvent comprendre une tringlerie commandée par la pédale d'accélérateur du moteur pourront comporter, comme dans l'exemple représenté sur les figures 1, 3 et 4 une crémaillère 24 coo-pérant avec des dents périphériques 24a de la bague 20.
On ne sortirait pas du cadre de la présente invention en utilis~ant des moyens de réglage de la position angulaire relative de la bague de dosage et du plongeur-pointeauJqui maintiennent iixe la bague dans le corps du dispositif et assument le réglage en rotation du plongeur-pointeau autour de son axe.
Le fonctionnement de cet ensemble pompe-injecteur est illus-tré schématiquement par les figures 5 à 8, tous les espaces ou conduits du dispositif étant remplis de combustible.
~ors de la remontée du plongeur à partir de sa position il-lustrée par la figure 5, il y a d'abord un effet de pompage du combus-tible, tant que l'ouverture de décharge 12 est obturée par la paroi de la bague 20, puis le remplissage du fond de l'alésage 2 en combustible se poursuit sous l'effet de la pression d'alimentation régnant dans le conduit 6, et ce jusqu'au point mort haut du plongeur 10 (position illus-trée par la figure 6). La totalité du volume délimité entre l'extrémité
du plongeur et le fond de l'alésage est alors rempli uniquement de combus-tible.
Dans cette position du plongeur, l'oriEice 12 se trouve au-dessus de la rampe 21 et le Eond de l'alésage 2 est rempli de combustible qui peut s'écouler du conduit 6 muni du clapet anti-retour 7 jusqu'au réservoir de combustible (non représenté), par le conduit 11 du pointeau et la canalisation de retour 9 reliée au réservoir. Cet écoulement se poursuit tant que l'orifice 12 n'est pas masqué par la bague de dosage.
Dans la position du plongeur 10 représentée sur la figure 7, l'orifice 12 du conduit 11 a dépassé la rampe 21 dans sa course descen-dante et cet oriEice se trouve obturé par la paroi interne de la bague de dosage 20. Le combustible ne peut donc plus s'écouler vers la canali~
sation de retour 9. Le plongeur poursuivant sa course vers le Eond 3 de l'alésage 2, le combustible est chassé sous pression par les orifices de pulvérisation 4. Il est aisé de comprendre que la coopération de la rampe 21 et de l'orifice 12 détermine d'une part le dosage de la quantité
de combustible qui reste emprisonné dans le fond de l'alésage et d'autre part le début de l'injection de ce combustible à travers les orifices 4.
L'injection se termine lorsque ces orifices 4 sont obturés par la pointe du plongeur, dans la position représentée sur la figure 8.
La rotation de la came 14 se poursuivant, le plongeur 10 est soulevé par le ressort 15 et le fond de l'alésaPe 2 est à nouveau rempli de combustible et le cycle décrit plus haut est~recommencé.
En raison de l'inclinaison de la rampe 21 sur l'axe du plongeur 10, on peut faire varier la durée d'obturation de l'orifice 12 par la paroi interne de la bague 20, c'est-à-dire doser la quantité de combustible injectée à chaque cycle par rotation de la bague 20 autour de son axe, par l'intermédiaire de la crémaillère 24.
Par rapport au système d'injection Cummins décrit dans l'in-troduction, où le dosage s'effectue par l'intermédiaire de la variation de pression d'alimentation du combustible, le dispositif pompe-in;ecteur ~L7;33~
se'.on l'invention est un système où le dosage s'effectue mécaniquement, indépendamment de la valeur de la pression d'alimentation, d'où un cer-tain nombre d'avantages, parmi lesquels :
- équilibrage des débits des differents injecteurs dans un moteur multi-cylindre, cet équilibrage étant mieux realisé sur l'ensemble de la plage de fonctionnement du moteur (régime-charge);
- régulation du débit par action sur une crémaillère, c'est-à-dire en utilisant un mode de régulation classique sur les pompes d'injection.
.
Par ailleurs, ce système de commande par la bague cle dosage 10 -20 est intégré à l'ensemble pompe-injecteur et les déplacements relatifs de l'organe de commande par rapport au plongeur 10 sont lim;tés à ceux nécessités par la fonction de dosage proprement dite (ce qui peut être notamment avantageux pour l'injection de grandes quantités de combustible).
Il serait également possible, dans une variante au mode de réalisation illustré par la figure 1, de réaliser le dosage du combusti-ble par rotation du plongeur 10, la bague 20 munie de la rampe inclinée 21 restant fixé par rapport au corps d'injecteur.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention (non re-présenté) où le bord supérieur de la bague de dosage 20 forme ou non une rampe inclinée, la commande de dosage s'effectue par déplacement axial de la bague 20 le long du plongeur 10 par rapport au corps d'injecteur sous l'.~ction de moyens de réglage dont la réalisation est à la portée du spécialiste.
D~ans l'exemple de réalisation illustré par la figure 1, le conduit de transfert 11 est constitué par un perçage sensiblement axial du plongeur 10 Selon un autre mode de réalisation, le conduit axial est constitué par une rainure longitudinale lla portée par le plongeur, cette rainure débouchant à l'extrémité libre de ce plongeur.
Bien entendu, on ne sortlrait pas du cadre de la présente ~733~
invention en remplacant la rainure rectiligne lla par une rainure hélicol-dale.
Dans tous les modes de réalisation, l'extrémité inférieure du conduit de transfert sera de préférence mais non exclusivement placée de sorte que le combustible circule du conduit d'alimentation 6 au canal de transfert 11 en balayant une partie au moins de l'esPace délimité entre le fond de l'alésa~e 3 et l'extrémité libre du plon~eur la.
Ainsi qu'on l'a illustré sur la figure 1, l'ensembl~ po~pe-injecteur comporte à sa partie supérieure un poussoir 25 monté coulissant dans un évidement cylindrique axial 26 du plongeur, le fond de cet évi-dement communiquant avec le conduit longitudinal 11 de combustible ména-gé dans le plongeur 10.
Un joint annulaire 27 porté par le poussoir 25 assure l'é-tanchéité.
Cet agencement permet d'éviter les inconvénients qui pour-raient résulter d'une double portée mécanique : la première portée étant celle de la came au sommet du plongeur 10 et la seconde portée étant celle de la pointe du plongeur contre le fond 3 de l'alésage 2 dans la position de fin d'injection représentée sur les figures 1 et 7.
Cette double portée risque, en efEet, d'entrainer un fonc-tionnement défectueux du dispositif en raison des deux écueils suivants :
- risque de fuite du combustible par les orifices 4 après la fin d'injec-tion si la pointe du plongeur 10 n'est pas appliquée contre le siège 3 avec une force suffisante, - risque de détérioration de la pointe du plongeur et/ou du siège 3 si la force appliquant le plongeur contre ce dernier est trop forte.
Cet inconvénient est supprimé avec la disposition adaptée où le combustible sous pression est utilisé pour compenser les jeux axiaux dus aux tolérances d'usinage à l'usure et aux différences de dilatation thermique, ce combustible sous pression réalisant une butée liquide.
~3 :
s Le jeu el (fig. 1) sera de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre.
Le jeu e2 sera au moins égal à el, mais pas trop important afin de ne pas augmenter exagérément le volume mort de combustible.
Claims (10)
1. Ensemble pompe-injecteur de combustible pour moteur à combustion interne, comportant un corps d'injecteur ayant un alésage axial dont le fond est percé d'au moins un orifice de pulvérisation du combustible, au moins un conduit d'admission de combustible s'ouvrant dans cet alésage vers le fond de celui-ci, un plongeur-pointeau monté coulissant dans ledit alésage entre une première position où ce plongeur est écarté du fond de l'alésage et une seconde position, ou posi-tion de fin d'injection où la pointe de ce plongeur obture les orifices de pulvérisation, ledit ensemble pompe-injecteur comportant des moyens de dosage de la quantité injectée à tra-vers l'orifice de pulvérisation, ces moyens de dosage compor-tant un conduit de transfert ménagé dans le plongeur-pointeau communiquant à une première extrémité avec un conduit d'échap-pement du combustible lorsque le plongeur-pointeau est dans sa première position, une bague de dosage entourant le plongeur et située dans une chambre annulaire du corps d'injecteur dans laquelle débouche ledit alésage et où s'ouvre ledit conduit d'échappement, cette bague ayant un bord supérieur dont une portion au moins coopère avec la première extrémité du conduit de transfert pour assurer le dosage du combustible et des moyens de réglage de la position de la bague ou du plongeur-pointeau dans le corps d'injecteur, caractérisé en ce que ledit conduit de transfert débouche à sa deuxième extrémité, à
l'extrémité libre du plongeur-pointeau, ladite portion du bord supérieur de la bague de dosage définissant le début d'injec-tion par l'obturation de la première extrémité du conduit longitudinal.
l'extrémité libre du plongeur-pointeau, ladite portion du bord supérieur de la bague de dosage définissant le début d'injec-tion par l'obturation de la première extrémité du conduit longitudinal.
2. Ensemble pompe-injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite portion du bord supérieur de la bague de dosage forme une rampe inclinée par rapport à
l'axe du plongeur et en ce que la position angulaire relative de la bague et du plongeur est ajustable par lesdits moyens de réglage.
l'axe du plongeur et en ce que la position angulaire relative de la bague et du plongeur est ajustable par lesdits moyens de réglage.
3. Ensemble pompe-injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage commandent un déplacement axial de la bague de dosage par rapport au corps d'injecteur.
4. Ensemble pompe-injecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un organe empêchant la rotation du plongeur par rapport au corps d'injecteur.
5. Ensemble pompe-injecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit organe est constitué par un ensemble de rainures de guidage.
6. Ensemble pompe-injecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage du calage angulaire relatif de la bague et du plongeur comprennent une crémaillère coopérant avec des dents périphériques de ladite bague.
7. Ensemble pompe-injecteur selon la revendication 1, 4 ou 6, comportant un poussoir coopérant avec un organe de déplacement du plongeur, caractérisé en ce que ce poussoir est monté coulissant dans un évidement cylindrique axial du plongeur, qui communique avec ledit conduit d'échappement du combustible.
8. Ensemble pompe-injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit de transfert est un conduit axial du plongeur-pointeau.
9. Ensemble pompe-injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit de transfert est une rainure ménagée dans la paroi du plongeur-pointeau.
10. Ensemble pompe-injecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite rainure a au moins une composante axiale.
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