FR2775025A1 - Filtre dispose au niveau de l'admission d'une pompe a carburant haute pression - Google Patents
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Abstract
Un filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston ne se bouche pas avec le gel, même dans des conditions hostiles. Le filtre (27) est placé dans une voie d'admission de carburant (26) d'une pompe à carburant haute pression du type pompe à piston (200), et il possède de nombreuses ouvertures carrées. La longueur du côté de chacune des ouvertures est comprise entre 50 m et 200 m.
Description
4.
FILTRE DISPOSE AU NIVEAU DE L'ADMISSION D'UNE POMPE A
CARBURANT HAUTE PRESSION
Domaine de l'invention La présente invention concerne un filtre disposé au niveau de l'admission d'une pompe à carburant haute pression du type pompe à piston, et plus particulièrement, elle concerne un filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston, qui ne
se bouche pas avec le gel.
Etat de la technique antérieure On connaît largement les moteurs diesel du type moteurs à combustion interne que l'on appelle "moteurs à combustion interne à injection dans le cylindre" ou "moteurs à combustion interne à injection directe" dans lesquels le carburant est injecté dans les cylindres du moteur. Ces dernières années, ce type d'injection dans le cylindre a été également proposé pour les moteurs à allumage commandé ou les moteurs à essence. Dans un tel moteur à combustion interne à injection dans le cylindre, on a tendance à augmenter la pression d'injection du carburant pour produire un jet de carburant particulaire afin de réduire la période d'injection de carburant, pour ainsi obtenir de meilleures performances pour le moteur et réduire les gaz d'échappement. Dans un moteur muni d'un compresseur de suralimentation, il est nécessaire que la haute pression d'injection du carburant corresponde à la pression de suralimentation au moment de la suralimentation. Pour cette raison, le système d'alimentation en carburant du moteur à combustion interne à injection directe dans le cylindre à essence30 est conçu pour fournir une pression d'injection de carburant suffisamment forte, par exemple de 1 MPa (10 atm). La figure 7 est un schéma fonctionnel présentant un système d'alimentation en carburant classique. Sur la figure 7, une conduite de refoulement 1 possède autant d'injecteurs la qu'il y a de cylindres dans un moteur à combustion interne à injection directe dans le cylindre à essence (non représenté). Une pompe à carburant haute pression 100 est disposée entre la conduite de refoulement 1 et un réservoir à carburant 2, la conduite de refoulement 1 et la pompe à carburant haute pression 100 étant reliées par une conduite à carburant haute pression 3. La pompe à carburant haute pression et le réservoir à carburant 2 sont reliés par une conduite à carburant basse pression 4 jouant le rôle d'une voie d'admission de carburant. La conduite à carburant basse pression 4 située en amont de la pompe
à carburant haute pression 100 est munie d'un filtre 5.
Une conduite de vidange 6 de la pompe à carburant haute pression 100 est ramenée vers le réservoir à carburant 2. A son extrémité côté réservoir à carburant 2, la conduite à carburant basse pression 4 est munie d'une pompe à carburant basse pression 7 se trouvant à l'intérieur du réservoir. Un filtre 8 est prévu au niveau de l'admission de carburant de la pompe à carburant basse pression 7. La conduite à carburant basse pression 4 est en outre munie d'un régulateur basse pression 10 situé entre la pompe à carburant haute pression 100 et la pompe à carburant basse pression 7. Une conduite de vidange 11 du régulateur basse pression 10 est ramenée vers le réservoir à
carburant 2.
La conduite de refoulement 1 possède également un passage de carburant haute pression 12 à l'extrémité opposée de celle o se trouve la pompe à carburant haute pression 100. Le passage de carburant haute pression 12 est muni d'un régulateur haute pression 14, une conduite de vidange 21 du régulateur haute pression
14 étant ramenée vers le réservoir à carburant 2.
Dans un système d'alimentation en carburant constitué de la manière décrite ci-dessus, le carburant est mis sous pression à un certain degré par la pompe à carburant basse pression 7 et est mis sous une plus forte pression par la pompe à carburant haute pression avant d'atteindre la conduite de refoulement 1, puis il est injecté dans un cylindre de moteur (non représenté) par l'intermédiaire de l'injecteur la. A ce moment, la pression de refoulement de la pompe à carburant basse pression 7 est stabilisée par le régulateur basse pression 10 de façon à rester dans un intervalle prédéterminé, et la pression de refoulement de la pompe à carburant haute pression 100 est également stabilisée par le régulateur haute pression
14 de façon à rester dans un intervalle prédéterminé.
Le carburant amené à la pompe à carburant haute pression 100 est filtré par le filtre 5 pour empêcher que des substances étrangères se trouvant dans le carburant ne pénètrent dans la pompe à carburant haute pression 100. Une pluralité d'ouvertures du maillage du filtre classique 5 ont été formées de telle sorte que le côté de chaque ouverture de maillage carrée mesure
30 um.
Dans le système d'alimentation en carburant constitué de la manière décrite ci-dessus, puisque chacune des ouvertures du filtre 5 prévu en amont de la pompe à carburant haute pression 100 se présente sous la forme d'un rectangle, dont l'un des côtés mesure 30 um, au fur et à mesure le filtre se bouche par l'humidité gelée se trouvant dans le carburant ou dans l'essence. Exposé de l'invention
En conséquence, la présente invention a été mise au point dans le but de résoudre le problème décrit ci-
dessus, et un objet de celle-ci consiste à mettre à disposition un filtre pour pompe à carburant haute pression de type pompe à piston, qui ne se bouche pas avec le gel dans des conditions de fonctionnement défavorables. Dans ce but, selon la présente invention, il est mis à disposition un filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston, lequel filtre est disposé dans un passage d'admission de carburant de la pompe à carburant haute pression du type pompe à piston. Le filtre possède plusieurs ouvertures carrées, et le côté de chaque ouverture mesure entre 50 Mm et Mm. Dans une forme préférée du filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston, le
côté de chaque ouverture mesure entre 50 pm et 80 pm.
Dans une autre forme préférée du filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston, la pompe à carburant haute pression du type pompe à piston envoie du carburant à un moteur à combustion interne à
injection directe dans le cylindre à carburant.
Dans encore une autre forme préférée du filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston, le filtre est placé dans un passage d'admission d'une pompe à carburant haute pression du type pompe à piston qui comprend: un carter dans lequel sont formés le passage d'admission pour l'admission du carburant et un passage de refoulement pour le refoulement du carburant; un cylindre formé dans le carter; une chambre de mise sous pression du carburant formée dans une partie du cylindre; et un piston disposé dans le cylindre de telle sorte qu'il se déplace suivant un mouvement alternatif; le carburant étant introduit par le passage d'admission et sous l'effet du mouvement alternatif du piston dans la chambre de mise sous pression du carburant dans laquelle il est mis sous pression, puis le carburant sous pression est refoulé
par le passage de refoulement.
Dans encore une autre forme préférée du filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston, la pompe à carburant haute pression du type pompe à piston possède une vanne directrice située entre le passage d'admission et la chambre de mise sous
pression du carburant.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture
de la description ci-après faite en référence aux
dessin annexés.
La figure 1 est une vue en coupe d'une pompe à carburant haute pression du type pompe à piston dans laquelle est installé le filtre selon la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe présentant la structure d'une vanne directrice; la figure 3 est une vue de dessus de la vanne directrice; la figure 4 est une vue en coupe présentant les détails du filtre; la figure 5 est une vue agrandie d'une partie V de la figure 4, présentant les détails d'une ouverture du filtre; la figure 6 est un graphique présentant la différence entre les pressions en amont et en aval d'un filtre (27), lorsqu'une quantité d'eau de 0,05 % est ajoutée au carburant ou à l'essence et que le mélange est refroidi jusqu'à -30 C sous agitation, laissé au repos toute une nuit puis passé au travers du filtre en continu pendant une heure; et la figure 7 est un schéma fonctionnel présentant un
système classique d'alimentation en carburant.
Description détaillée de modes de réalisation de
l'invention La figure 1 est une vue en coupe d'une pompe à carburant haute pression du type pompe à piston dans laquelle est installé le filtre selon la présente invention. Une pompe à carburant haute pression du type pompe à piston 200 présentée sur la figure 1 possède un carter 20, un cylindre 21 étant prévu sous le carter 20 de la figure 1. Un piston 22 est disposé dans le cylindre 21 de telle sorte qu'il s'y déplace suivant un mouvement alternatif. Une vanne directrice 24 est maintenue entre le cylindre 21 et le carter 20. Le cylindre 21 et le piston 22 constituent une chambre de
mise sous pression du carburant 23.
Un orifice d'admission 25, auquel est raccordée une conduite de carburant basse pression (non représentée) s'étendant depuis une pompe à carburant basse pression, est formé dans une surface latérale du carter 20, à droite sur la figure 1. Un amortisseur 29 de type
piston est prévu au milieu d'un passage d'admission 26.
Le passage d'admission 26 constitue la voie d'admission du carburant; il est formé entre l'orifice d'admission
et la chambre de mise sous pression du carburant 23.
L'orifice d'admission '25 a une forme cylindrique de grand diamètre car la conduite de carburant basse pression, non représentée, y est insérée pour y être
raccordée. Le passage d'admission 26 a un plus petit diamètre que celui de l'orifice d'admission 25; il présente une ouverture au fond de l'orifice d'admission30 25.
Un filtre 27 est disposé dans la portion d'ouverture du passage d'admission qui se trouve en regard de l'orifice d'admission 25 du passage d'admission 26. Le filtre 27, qui est presque conique, possède une portion de rebord 27a qui est prévue tout autour de son plus grand diamètre et qui est partiellement formée de façon à avoir une paroi plus épaisse. La portion d'ouverture du passage d'admission 26 est partiellement contrepercée de façon à avoir un
plus grand diamètre pour former une portion étagée 26a.
Le filtre 27 est inséré par le côté de l'orifice d'admission 25, son extrémité distale conique faisant face au passage d'admission 26, et est fixé avec la partie de rebord 27a qui est maintenue dans la portion étagée 26a. Le carburant amené depuis la pompe à carburant basse pression passe au travers du filtre 27 et se dirige vers le passage d'admission 26 pour être envoyé vers la chambre de mise sous pression du
carburant 23.
Une surface latérale du carter 20 possède également un orifice de refoulement 28 auquel est raccordé une conduite de carburant haute pression (non représentée) s'étendant vers un injecteur de carburant. Un passage de refoulement 30 est formé entre l'orifice de refoulement 28 et la chambre de mise sous pression du carburant 23. Le carburant qui a été mis sous pression dans la chambre de mise sous pression du carburant 23 passe par le passage de refoulement 30 pour être refoulé vers l'extérieur. Un résonateur 31 est disposé
au milieu du passage de refoulement 30.
Le piston 22 se déplace suivant un mouvement alternatif à l'intérieur du cylindre 21, de telle sorte que le carburant soit admis dans la chambre de mise sous pression du carburant 23, qu'il soit mis sous pression et qu'il soit refoulé vers l'extérieur par le passage de refoulement 30. La pompe à carburant haute pression du type pompe à piston 200 est du type à un seul piston, de sorte qu'elle possède un unique piston 21. La figure 2 est une vue en coupe illustrant la structure de la vanne directrice 24 et la figure 3 est une vue de dessus de la vanne proprement dite de la vanne directrice 24. La vanne directrice 24 est constituée de deux plaques 33 et 34 et d'une vanne de type feuille 35 placée entre celles-ci. Chacune des deux plaques 33 et 34 possède deux trous débouchants aménagés en des positions prédéterminées, pour l'admission du carburant. Les deux trous débouchants correspondent respectivement au passage d'admission 26 et au passage de refoulement 30 formés dans le boîtier ; et l'un d'entre eux est formé plus large que l'autre de telle sorte que le corps de vanne de la vanne 35 ne fonctionne que dans un sens. La vanne 35 possède deux corps de vanne 35a et 35b aux positions correspondant aux trous débouchants des plaques. La vanne directrice 24 ne laisse passer le carburant que dans un seul sens dans la chambre de mise sous pression du carburant 23, comme l'indiquent les flèches de la figure 2. Au moment de l'admission du carburant, le corps de vanne 35a disposé du côté de l'admission se déplace seulement d'un soulèvement L pour laisser le carburant passer à travers lui; le soulèvement L est réglé à environ 300 Mm, compte tenu de la résistance à
la fatigue du corps de vanne 35a.
La figure 4 est une vue en coupe présentant les détails du filtre 27; et la figure 5 est une vue agrandie d'une partie V de la figure 4, présentant les détails des ouvertures du filtre 27. Le filtre 27 présenté sur les figures 4 et 5 est sensiblement conique et toute sa surface latérale est maillée. Comme on le voit sur la figure 5, de nombreuses ouvertures carrées 27b sont formées tout autour de la surface latérale maillée. La longueur du côté de chacune des
ouvertures 27b est réglée à environ 60 Mm.
La figure 6 est un graphique présentant la différence entre les pressions en amont et en aval du filtre 27 lorsqu'une quantité d'eau de 0,05 k est ajoutée au carburant ou à l'essence et que le mélange est refroidi jusqu'à -30 C sous agitation, laissé au repos toute une nuit puis passé au travers du filtre 27 en continu pendant une heure. L'axe des ordonnées du graphique indique la différence entre les pressions en amont et en aval du filtre 27, tandis que l'axe des abscisses indique la longueur du côté de chaque
ouverture. La différence de pression mentionnée ci-
dessus correspond à la différence entre la pression du côté orifice d'admission 25 et celle du côté amortisseur 29, le filtre 27 qui se trouve dans le passage d'admission 26 en étant le centre sur la figure 1. Le graphique montre qu'il est plus difficile pour un mélange de passer au travers du filtre 27 lorsque la différence de pression augmente. Bien que le rapport de l'eau contenue dans l'essence au Japon soit habituellement d'environ 0,01 %; le rapport a été réglé à 0,05 % pour effectuer l'expérience, en prenant en compte les conditions dans d'autres pays. Pour la même raison, la température de refroidissement est
réglée à -30 C.
Comme on le voit sur la figure 6, lorsque la longueur du côté de l'ouverture est inférieure à 50 Mm, la différence de pression augmente au fur et à mesure
que les ouvertures deviennent plus petites.
Inversement, lorsque la longueur du côté de chaque ouverture est réglée à 50 pm ou plus, la différence de pression est nulle; en d'autres termes, aucune différence de pression n'est observée. Lorsque le même carburant est passé au travers du filtre 27 pendant une30 heure ou plus, la différence de pression augmente au fil du temps lorsque la longueur du côté de chaque ouverture est inférieure à 50 Mm, tandis que la différence de pression reste à zéro lorsque la longueur du côté de chaque ouverture est réglée à 50 Mm ou plus,
bien que cela ne soit pas représenté sur le graphique.
Les résultats de l'expérience ont révélé que, lorsque la longueur du côté de l'ouverture est de 50 pm ou plus, le filtre 27 ne se bouche pas avec le gel dans des environnements de fonctionnement hostiles tels que mentionnés ci-dessus. D'autre part, cependant, si les ouvertures sont trop grandes, le filtre ne remplit plus sa fonction. Comme on l'a dit ci- dessus, le soulèvement
L du corps de vanne 35a est réglé à environ 300 pm.
Donc, si une substance étrangère mesurant environ 300 pm atteint le corps de vanne 35a, elle adhérera au corps de vanne 35a et empêchera le fonctionnement correct de celle-ci. En conséquence, les substances étrangères passant au travers du corps de valve 35a doivent mesurer environ 200 pm ou moins. Cela signifie que la longueur du côté de chaque ouverture du filtre 27 doit être de 200 am ou moins pour empêcher le bouchage dans les environnements de fonctionnement défavorables mentionnés ci-dessus, et de préférence,
elle doit être comprise entre 50 pm et 200 pm.
Même si une substance étrangère passe au travers du corps de vanne 35a et atteint la chambre de mise sous pression du carburant 23, tant qu'elle mesure 80 pm ou moins, elle ne devrait pas endommager le mouvement de glissement du cylindre 21 et du piston 22. Par conséquent, la longueur du côté de chaque ouverture du filtre 27 est tout spécialement comprise entre 50 Mm et pm. Incidemment, si la longueur du côté de chaque ouverture est par exemple de 200 pm, alors une substance étrangère excédant 80 pm pourrait entrer dans la chambre de mise sous pression du carburant 23. Même si cela se produit, il ne devrait y avoir aucun problème important en cours d'utilisation, bien que le mouvement de glissement du cylindre 21 et du piston 22
soit quelque peu affecté.
Le filtre 27 de ce mode de réalisation a été placé dans le passage d'admission 26 formé dans le carter 20 de la pompe à carburant haute pression 200. Cependant, il n'est pas nécessaire que le filtre 27 soit installé dans la pompe à carburant haute pression 200; au lieu de cela, il peut être placé dans une conduite à carburant basse pression qui amène le carburant à la
pompe à carburant haute pression 200.
En conséquence, le filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston selon la présente invention est placé dans une voie d'admission de carburant d'une pompe à carburant haute pression du type pompe à piston; il possède de nombreuses ouvertures carrées, dont le côté de chacune d'elles mesure de 50 Mm à 200 Mm. Donc, le filtre ne se bouche pas avec le gel, même dans des conditions défavorables, et il bloque l'entrée d'une substance étrangère pour empêcher que la pompe à carburant haute pression ne soit endommagée par la substance étrangère.20 Dans une forme préférée du filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston, le côté de chaque ouverture mesure de 50 Mm à 80 Mm. Donc, le mouvement de glissement du cylindre et du piston
n'est pas affecté.
Dans une autre forme préférée du filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston, la pompe à carburant haute pression du type pompe à piston envoie du carburant à un moteur à combustion interne à injection directe dans le cylindre à essence. Même si30 une quantité d'eau de 0,05 % était mélangée dans
l'essence, le filtre ne se boucherait pas avec le gel.
Dans encore une autre forme préférée du filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston, le filtre est placé dans un passage d'admission35 d'une pompe à carburant haute pression du type pompe à piston qui comprend: un carter dans lequel sont formés le passage d'admission pour l'admission du carburant et un passage de refoulement pour le refoulement du carburant; un cylindre formé dans le carter; une chambre de mise sous pression du carburant formée dans une partie du cylindre; et un piston disposé dans le cylindre de telle sorte qu'il se déplace suivant un mouvement alternatif; le carburant étant introduit par le passage d'admission et sous l'effet du mouvement alternatif du piston dans la chambre de mise sous pression du carburant dans laquelle il est mis sous pression, puis le carburant sous pression est refoulé par le passage de refoulement. Donc, le filtre bloque l'entrée d'une substance étrangère pour empêcher que le cylindre ou le piston ne soit endommagée par la
substance étrangère.
Dans une autre forme préférée du filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston, la pompe à carburant haute pression du type pompe à piston possède une vanne directrice située entre le passage d'admission et la chambre de mise sous pression du carburant; et le mouvement de la vanne directrice
n'est pas affecté.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans
pour autant sortir de la portée de l'invention.
Claims (5)
1. Filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston, caractérisé en ce qu'il est placé dans une voie d'admission de carburant (26) d'une pompe à carburant haute pression du type pompe à piston (200) et possède de nombreuses ouvertures carrées (27b); le côté de chacune desdites ouvertures mesurant de 50 pm à Mm.
2. Filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que le côté de chacune desdites
ouvertures mesure de 50 Mm à 80 jm.
3. Filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pompe à carburant haute pression du type pompe à piston (200) envoie du carburant à un moteur à combustion interne à injection
directe dans le cylindre à essence.
4. Filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit filtre (27) est placé dans un passage d'admission (26) d'une pompe à carburant haute pression du type pompe à piston (200) qui comprend un carter (20) dans lequel sont formés le passage d'admission (26) pour l'admission du carburant25 et un passage de refoulement (30) pour le refoulement du carburant; un cylindre (21) formé dans ledit carter (20); une chambre de mise sous pression du carburant (23) formée dans une partie dudit cylindre (21); et un piston (22) disposé dans ledit cylindre (21) de telle sorte qu'il se déplace suivant un mouvement alternatif; le carburant étant introduit par ledit passage d'admission (26) sous l'effet du mouvement alternatif dudit piston dans ladite chambre de mise sous pression du carburant (23) dans laquelle il est mis sous pression, puis le carburant sous pression est
refoulé par ledit passage de refoulement (30).
5. Filtre pour pompe à carburant haute pression du type pompe à piston selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pompe à carburant haute pression du type pompe à piston (200) possède une vanne directrice (24) située entre ledit passage d'admission (26) et ladite chambre de mise sous pression du
carburant (23).
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