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EP1876353B1 - Pompe transfert à plusieurs pistons - Google Patents

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EP1876353B1
EP1876353B1 EP07290797A EP07290797A EP1876353B1 EP 1876353 B1 EP1876353 B1 EP 1876353B1 EP 07290797 A EP07290797 A EP 07290797A EP 07290797 A EP07290797 A EP 07290797A EP 1876353 B1 EP1876353 B1 EP 1876353B1
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EP
European Patent Office
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pistons
bellows
cam
chambers
pump according
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EP07290797A
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German (de)
English (en)
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EP1876353A1 (fr
Inventor
Philipe Bauer
David Humblot
Eric Meunier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive France SAS
Original Assignee
Continental Automotive France SAS
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
    • F04B45/02—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having bellows
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/442—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston means preventing fuel leakage around pump plunger, e.g. fluid barriers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/08—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
    • F04B43/084—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members the tubular member being deformed by stretching or distortion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/08—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
    • F04B43/10—Pumps having fluid drive
    • F04B43/107—Pumps having fluid drive the fluid being actuated directly by a piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for

Definitions

  • the subject of the present invention is a pump of the type known as a transfer pump, that is to say of the type comprising a mobile element pumping an aggressive liquid of the automotive fuel type, this mobile element being reciprocated by means of oil pumped by a hydraulic pump.
  • These electronic control means are, in general, solenoid valves controlled by the engine control computer.
  • the transfer pump according to the invention is of the type in which the mobile pumping element is a metal bellows alternately filled and emptied of hydraulic fluid at high pressure, the quantity of fuel admitted into the chamber in which said bellows moves being determined, upstream, by a solenoid valve controlled by the engine control computer, characterized in that it comprises at least two pump assemblies (bellows / piston) which are fed by a single intake circuit, common to both sets .
  • the pump according to the invention comprises two pistons 1a and 1b driven by two parallel cams 2a and 2b and carried by a shaft 3.
  • Each cam 2a and 2b has three lobes, arranged at 120 ° from each other (as shown in FIG. figure 3 ).
  • each piston 1a and 1b displaces hydraulic fluid within a bellows 4a, 4b which elongates and retracts into a chamber 5a, 5b.
  • the interior of the bellows 4a, 4b receives hydraulic fluid which is put in high pressure when the piston 1 rises, high pressure which is communicated to the fuel in the chambers 5a, 5b.
  • the fuel is admitted into the two chambers 5a, 5b by means of a single feed circuit 6 which has two branches 6a, 6b.
  • the supply circuit 6 is connected by the orifice 7 to the tank through a solenoid valve 8 which measures the amount of fuel that can be introduced into the chambers 5a and 5b.
  • Two nonreturn valves 7a, 7b allow the fuel supplied by the pipe 6 to enter the chambers 5a, 5b and two check valves 9a, 9b allow the fuel discharged at high pressure by the bellows 4a, 4b to flow. in the single discharge pipe 10 to the discharge port 11.
  • the cams 2a and 2b are angularly offset by 60 °.
  • the discharge circuit is common to both pistons 1a and 1b; but the invention is not limited to this particular embodiment: it can have a delivery circuit 10a and 10b for each piston as shown in FIG. figure 2 in which the same elements bear the same references.
  • FIG 4 illustrates an alternative embodiment in which the same elements bear the same references.
  • This representation is intended to demonstrate that it is possible to have, radially, a plurality "m" of pistons, around the cam 2.
  • the cams are cams with three lobes arranged at 120 ° from each other; but it should be noted that the invention is not limited to this particular example: the cam 2 may comprise one or more lobes.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

  • La présente invention a pour objet une pompe du type dit pompe transfert c'est-à-dire du type comportant un élément mobile pompant un liquide agressif du type carburant pour automobile, cet élément mobile étant animé d'un mouvement alternatif par de l'huile pompée par une pompe hydraulique.
  • Il est connu d'employer une pompe hydraulique à un seul piston, dit pompe monopiston, pour alimenter en carburant à haute pression les injecteurs d'un moteur.
  • Une pompe de ce genre est décrite dans le brevet US 1 696 825 du 25 décembre 1928 ; ainsi que dans la demande de brevet 06/02594 du 24 mars 2006 , au nom du demandeur.
  • Cependant, il s'avère que pour des cylindrées élevées, le débit fourni par une pompe monopiston est insuffisant.
  • En effet, il s'avère qu'il y a, dans la pratique, une limite maximum de la cylindrée des pompes monopiston, limite qui est d'environ un peu plus de 1c.c. par tour.
  • Pour augmenter cette cylindrée il faudrait soit augmenter la course du piston, soit en augmenter le diamètre. Si on augmente la course, les accélérations sont considérables; si on augmente le diamètre, c'est l'effort au contact avec la came entraînant le piston qui devient trop important.
  • On a donc proposé de disposer deux pompes monopistons, mais il faut alors doubler les moyens électroniques de commande, ce qui convient pour un prototype mais ne convient pas, économiquement, pour de la production à très grande série (pour 1.000 moteurs par jour, il faut 2.000 pompes monopistons avec 2.000 moyens électroniques de commande).
  • Ces moyens électroniques de commande sont, en général, des électrovannes commandées par le calculateur de contrôle du moteur.
  • La pompe transfert selon l'invention est du type dans laquelle l'élément mobile de pompage est un soufflet métallique alternativement rempli et vidé de liquide hydraulique à haute pression, la quantité de carburant admise dans la chambre dans laquelle se déplace ledit soufflet étant déterminée, en amont, par une électrovanne pilotée par l'ordinateur de contrôle du moteur, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins deux ensembles de pompage (soufflet/piston) qui sont alimentés par un circuit d'admission unique, commun aux deux ensembles.
  • La présente invention peut, en outre, comporter tout ou partie des dispositions suivantes:
    1. a. le circuit de refoulement est commun aux ensembles de pompage ;
    2. b. la pompe comporte deux pistons, chaque piston étant actionné par une came, les deux cames étant portées parallèlement par un arbre à cames et étant angulairement décalées de 60° ;
    3. c. la pompe comporte "n" pistons, chaque piston étant actionné par une came, les "n" cames étant portées parallèlement les unes aux autres par un arbre à cames et étant angulairement décalées ;
    4. d. la pompe comporte une seule came et au moins deux pistons disposés radialement autour de la came ;
    5. e. la pompe comporte deux pistons qui sont disposés en V à 60° l'un de l'autre.
  • A titre d'exemples non limitatifs et pour faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté aux dessins annexés.
    • Figure 1, une vue schématique d'un premier exemple de réalisation de l'invention.
    • Figure 2, une variante de la figure 1.
    • Figure 3, une vue en perspective illustrant une pompe selon la figure 1.
    • Figure 4, une vue schématique d'une variante de réalisation des figures 1 et 2 avec "n" pistons.
    • Figure 5, une vue schématique d'un deuxième exemple de réalisation de l'invention.
  • En se référant aux figures 1 et 2, on voit que la pompe selon l'invention comporte deux pistons 1a et 1b animés par deux cames 2a et 2b parallèles et portées par un arbre 3.
  • Chaque came 2a et 2b comporte trois lobes, disposés à 120° les uns des autres (comme celà est représenté à la figure 3).
  • De façon connue en soi, chaque piston 1a et 1b déplace du liquide hydraulique à l'intérieur d'un soufflet 4a, 4b qui s'allonge et se rétracte dans une chambre 5a, 5b. L'intérieur du soufflet 4a, 4b reçoit du liquide hydraulique qui est mis en haute pression lorsque le piston 1 s'élève, haute pression qui est communiquée au carburant se trouvant dans les chambres 5a, 5b.
  • Selon la présente invention, le carburant est admis dans les deux chambres 5a, 5b au moyen d'un circuit d'alimentation unique 6 qui comporte deux branches 6a, 6b.
  • Le circuit d'alimentation 6 est relié par l'orifice 7 au réservoir à travers une électrovanne 8 qui mesure la quantité de carburant pouvant être introduite dans les chambres 5a et 5b.
  • Deux clapets anti-retour 7a, 7b permettent au carburant alimenté par la conduite 6 de pénétrer dans les chambres 5a, 5b et deux clapets anti-retour 9a, 9b permettent au carburant refoulé à haute pression par les soufflets 4a, 4b de s'écouler dans la canalisation de refoulement unique 10 vers l'orifice de refoulement 11.
  • De préférence, les cames 2a et 2b sont angulairement décalées de 60°.
  • Cette disposition apporte les avantages suivants :
    • comme il y a un circuit unique d'alimentation et de refoulement, il y a moins de composants qu'avec 2 pompes monopiston standard.
    • en particulier, il n'y a qu'une seule électrovanne 8 pour contrôler la quantité de carburant envoyée au moteur.
    • l'effort exercé par les pistons sur l'arbre à cames 3 est moindre à cylindrée équivalente que s'il n'y avait qu'un seul piston.
    • le décalage angulaire des deux cames 2 a pour effet une meilleure progressivité de l'écoulement sous pression vers le rail d'injection et permet de réduire les variations du couple sur l'arbre à cames.
  • Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, le circuit de refoulement est commun aux deux pistons 1 a et 1 b ; mais l'invention n'est pas limitée à cet exemple particulier de réalisation : on peut disposer un circuit de refoulement 10a et 10b pour chaque piston comme cela est illustré à la figure 2 dans laquelle les mêmes éléments portent les mêmes références.
  • La figure 4 illustre une variante de réalisation dans laquelle les mêmes éléments portent les mêmes références.
  • Selon cette variante, il y a plus de deux pistons 1 a, 1 b... 1 n entraînés chacun par une came 2a, 2b... 2n, ces cames étant parallèles les unes aux autres et portées par un même arbre à cames 3.
  • Il y a un circuit de refoulement 10 commun à tous les "n" pistons, comme dans le cas de la figure 1 ; mais il serait possible de disposer un circuit de refoulement (10a, 10b... 10n) pour chaque piston, comme dans le cas de la figure 2.
  • La seule différence avec la pompe de la figure 1 est qu'il n'y a qu'une seule came 1 (l'arbre à cames 3 étant figuré de façon symbolique) pour animer les deux pistons 1a et 1 b, mais que ceux-ci sont placés en V, leurs axes étant disposés à 60°.
  • On obtient les mêmes avantages que dans l'exemple de la figure 2, l'ensemble étant un peu plus compact.
  • Sur cette même figure 5, on a représenté de façon symbolique un piston supplémentaire 1 m,... par le branchement 6m de la canalisation 6 et étant relié en 10m à la canalisation 10 de refoulement.
  • Cette représentation a pour but de démontrer qu'il est possible de disposer, de façon radiale, une pluralité "m" de pistons, autour de la came 2.
  • Dans tous les exemples représentés, les cames sont des cames à trois lobes disposés à 120° les uns des autres ; mais il faut noter que l'invention n'est pas limitée à cet exemple particulier : la came 2 peut comporter un ou plusieurs lobes.

Claims (7)

  1. Pompe transfert du type dans laquelle l'élément mobile de pompage est un soufflet (4) alternativement rempli et vidé de liquide hydraulique mis en haute pression par un piston (1) animé par une came (2), la quantité de carburant admise dans la chambre (5) dans laquelle se déplace le soufflet (4) étant déterminée, en amont, par une électrovanne (8) pilotée par l'ordinateur de contrôle du moteur, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins deux ensembles de pompage (piston 1/soufflet 4/chambre 5) qui sont alimentés par un circuit d'admission unique (6) commun aux ensembles sur lequel est placée une électrovanne de contrôle de débit (8), qui mesure la quantité de carburant introduite dans les chambres (5) desdits ensembles de pompage, et qui ont un circuit de refoulement (10) qui peut être unique et commun, ou propre à chaque unité de pompage.
  2. Pompe selon la revendication 1, dans laquelle les pistons (1) sont actionnés par au moins une came (2) mono-lobe ou multi-lobes.
  3. Pompe selon la revendication 2, comportant plusieurs pistons (1a, 1b... 1n) animant des soufflets (4a, 4b... 4n) disposés dans des chambres (5a, 5b... 5n) reliées à un circuit d'alimentation commun (6).
  4. Pompe selon la revendication 3, dans laquelle les chambres (5a, 5b... 5n) sont reliées à un circuit de refoulement commun (10).
  5. Pompe selon les revendications 1 à 4, dans laquelle les pistons (1a, 1b... 1n) sont actionnés par des cames (2a, 2b... 2n) mono-lobe ou multi-lobes, disposées parrallèlement sur un arbre à cames (3).
  6. Pompe selon la revendication 3, dans laquelle les chambres (5a, 5b... 5n) sont reliées, chacune, à un circuit de refoulement qui lui est propre.
  7. Pompe selon les revendications 1 à 4, dans laquelle les pistons (1a, 1b... 1 n) sont actionnés par une seule came (2), lesdits pistons étant disposés radialement autour de la came (2).
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