FR2784143A1 - Pompe volumetrique a carburant a diminution du bruit par cavitation - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une pompe à carburant volumétrique à engrenages (10) ayant plusieurs orifices de sortie écartés (14) pour évacuer du carburant et un clapet (16) qui empêche tout carburant situé en aval des orifices de sortie, qui est à une pression de sortie, de pénétrer à nouveau dans des parties de l'ensemble qui sont à une pression inférieure, pour ne pas comprimer et écraser rapidement la vapeur de carburant existant dans l'ensemble de pompage mais réduire fortement le bruit de la pompe. Ceci réduit l'amplitude du bruit de cavitation dans la pompe. Les orifices de sortie (14) sont aussi construits et agencés pour empêcher que des chambres de pompage adjacentes de l'ensemble de pompage ne communiquent et que du carburant ne puisse s'écouler vers une chambre de pompage à pression plus faible.

Description

La présente invention concerne de manière générale les pompes à carburant

et plus particulièrement une pompe à carburant du type volumétrique ayant une capacité améliorée

à manipuler de la vapeur et à réduire un bruit audible pro-

duit par une cavitation lors de l'utilisation. Les pompes volumétriques à carburant, telles que les pompes a carburant du type à engrenages ont été largement

utilisées pour pomper divers liquides y compris des carbu-

rants hydrocarbonés tels que de l'essence. Ces pompes uti-

lisent des engrenages intérieur et extérieur appariés qui,

lorsqu'ils sont entraînés en rotation, produisent un agran-

dissement et un rétrécissement de chambres, qui attire du carburant à l'intérieur de la pompe et évacue le carburant sous pression à partir de la pompe, respectivement. Les

pompes à carburant du type à engrenages de la technique an-

térieure ont des problèmes de bruit de cavitation lors-

qu'elles sont utilisées pour pomper des carburants hydro-

carbonés tels que de l'essence du fait que de tels carbu-

rants ont tendance à former de la vapeur lorsqu'ils sont exposés à des pressions diminuées, tel qu'au niveau de

l'entrée de la pompe à carburant, et à une température ac-

crue qui peut apparaître dans un réservoir de carburant de véhicule et dans le système de carburation. Le carburant liquide situé dans un réservoir de carburant de véhicule peut être chauffé jusqu'à la température, ou à proximité de celle-ci, requise pour que le carburant liquide se vaporise lorsque le véhicule roule ou reste stationnaire dans des conditions de climat chaud. Du carburant chauffé peut aussi être renvoyé vers le réservoir de carburant à partir d'une voie pour carburant moteur chaud ou d'un régulateur de

pression de carburant ou d'un autre dispositif disposé ad-

jacent à une voie de carburant chaud ou un moteur. Du fait

de la température accrue du carburant et de la faible pres-

sion existant au niveau de l'entrée de la pompe à carbu-

rant, dans certaines conditions, il peut y avoir autant que % de vapeur de carburant en volume dans les chambres de

pompage de carburant de la pompe à carburant.

Lorsque la quantité de vapeur de carburant augmente, le bruit de la pompe à carburant en fonctionnement augmente et, l'efficacité de la pompe à carburant chute du fait qu'un débit inférieur de carburant liquide est évacué de la pompe. Le bruit est dû en majeure partie à la cavitation, ou l'écrasement des poches de vapeur existant dans la pompe

à carburant lorsque la pression relativement élevée adja-

cente à la sortie de la pompe à carburant écrase rapidement

et quelque peu violemment la vapeur existant dans les cham-

bres de pompage de carburant qui sont à une pression infé-

rieure. A chaque fois que ceci survient, un bruit audible

est produit. En utilisation, du fait de la vitesse relati-

vement élevée à laquelle les engrenages sont mis en rota-

tion, ceci survient à une fréquence si élevée qu'un grand

bruit de ronflement est produit par la pompe à carburant.

Ce grand bruit, en fonctionnement, est tout à fait indési-

rable et même constitue un problème plus grand lorsque les

pompes à carburant sont montées dans un réservoir de carbu-

rant de véhicule qui a tendance à amplifier le bruit de la

pompe à carburant.

De plus, des constructions de pompe à carburant anté-

rieures, telles que celle décrite dans le brevet US N 5 588 ont un joint souple disposé contre la face aval des

engrenages. Ces pompes sont utiles et relativement économi-

ques à fabriquer et à assembler pour la plupart des appli-

cations automobiles. Cependant, dans des applications à pression de sortie élevée, telles que des applications de moteur marin, dans lesquelles la pression de sortie de la pompe à carburant peut être de 630 x 103 Pa (90 psi) ou plus grande, le différentiel de pression à travers le joint souple adjacent à l'entrée de la pompe a tendance à pousser le joint fermement contre les engrenages rotatifs ce qui augmente l'usure du joint et réduit la durée de vie et le

service utile de la pompe à carburant.

Une pompe à carburant volumétrique, à engrenages, plusieurs orifices de sortie écartés à travers lesquels du carburant est évacué à partir d'un ensemble de pompage de carburant et un clapet qui empêche tout carburant situé en

aval des orifices de sortie, qui est à la pression de sor-

tie, de repénétrer dans les parties de l'ensemble de pom-

page qui sont à une pression inférieure pour empêcher que le carburant à pression plus élevée ne comprime rapidement et n'écrase la vapeur de carburant située dans l'ensemble

de pompage, afin de réduire fortement le bruit de fonction-

nement de la pompe à carburant. Ceci réduit l'amplitude du bruit de cavitation dans la pompe à carburant qui est le bruit provoqué par l'écrasement de la vapeur de carburant dans la pompe. Les orifices de sortie sont construits et

agencés pour empêcher que des chambres de pompage adjacen-

tes de l'ensemble de pompage ne communiquent les unes avec

les autres pour empêcher le carburant situé sous une pres-

sion accrue dans une chambre de pompage aval de s'ecouler jusqu'à l'intérieur d'une chambre de pompage à pression plus faible située en amont de celle-ci, afin de réduire

aussi le bruit de cavitation dans la pompe à carburant.

En empêchant le carburant situé à une pression ac-

crue, à partir d'une ou plusieurs chambres de pompage aval ou à partir de l'aval des orifices de sortie, de pénétrer dans une chambre de pompage amont, la pression existant dans la chambre de pompage amont est augmentée de manière plus graduelle lorsque les engrenages tournent, du fait de la réduction de volume de cette chambre de pompage. Ceci

comprime et transforme plus graduellement la vapeur de car-

burant existant dans celle-ci en carburant liquide produi-

sant moins de bruit de cavitation, celui-ci étant fortement diminué par rapport au bruit de cavitation produit par les pompes à carburant antérieures. Ainsi, la construction et l'agencement des orifices de sortie et du clapet associé à ceux-ci produisent une pompe à carburant qui a un réduction significative du bruit provoqué par une cavitation dans la

pompe à carburant fonctionnant.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention incluent la fourniture d'une pompe à carburant

ayant plusieurs orifices de sortie espacés et un clapet as-

socié à ces orifices de sortie, qui réduit fortement le bruit dû à une cavitation dans la pompe à carburant pendant

l'utilisation, améliore l'efficacité de la pompe à carbu-

rant, réduit les fuites du mécanisme de pompage de carbu-

rant, peut être utilisée avec des pompes à carburant agis- sant à des pressions extrêmement élevées, a une conception relativement simple et une fabrication et un assemblage

économiques, est résistante, durable et fiable et a une du-

rée longue de vie utile et de service.

Ces buts, caractéristiques et avantages de la pré-

sente invention, ainsi que d'autres, apparaîtront à la lec-

ture de la description détaillée qui va suivre des modes

préférés de réalisation de celle-ci, et du meilleur mode, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue latérale ayant des parties arrachées et en coupe d'une pompe à carburant volumétrique

constituant un mode de réalisation de la présente inven-

tion, - la figure 2 est une vue de dessus de l'ensemble de pompage de carburant de la pompe à carburant de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe prise le long de la ligne 3-3 de la figure 2, - la figure 4 est une vue en coupe prise le long de la ligne 4-4 de la figure 2, - la figure 5 est une vue de dessus d'une plaque de support de joint de l'ensemble de pompage de carburant, - la figure 6 est une vue latérale de la plaque de support de joint de la figure 5, - la figure 7 est une vue de dessus d'un joint de l'ensemble de pompage de carburant, et - la figure 8 est une vue de dessus d'un ensemble de pompage de carburant constituant un mode de réalisation de la présente invention et ayant une construction de plaque

d'orifices de sortie en variante.

En se reportant pour plus de détails aux dessins, la figure 1 représente une pompe à carburant électrique 10 ayant un ensemble formant pompe à carburant volumétrique à

engrenages 12 constituant un mode de réalisation de la pré-

sente invention et ayant plusieurs orifices de sortie espa-

cés 14 à travers lesquels du carburant est évacué sous pression et un clapet 16 qui commande l'écoulement du car-

burant à travers les orifices de sortie 14. La pompe à car-

burant 10 a un capuchon d'extrémité d'entrée 18 et un capu-

chon d'extrémité de sortie 20 espacés axialement et reçus dans une enveloppe 22 pour former un ensemble de boîtier de

pompe creux 24 d'un seul tenant. L'ensemble de pompe à car-

burant 12 est entraîné par un moteur électrique 26 reçu dans le boîtier 24, un induit 28 étant reçu dans un stator

(non-représenté) et tourillonné entre les capuchons d'ex-

trémité d'entrée et de sortie 18, 20 par un arbre intermé-

diaire 30 qui est en appui sur un arbre de montage 32 et tourne contre celui-ci reçu à travers l'ensemble de pompe à carburant 12. L'ensemble de pompe à carburant 12 extrait du carburant à travers un passage d'entrée 34 du capuchon

d'extrémité d'entrée 18 et fournit du carburant sous pres-

sion à travers un passage de sortie 36 formé à travers le

capuchon d'extrémité de sortie 20.

Lors de l'assemblage, le capuchon d'extrémité d'en-

trée 18 vient en butée contre l'ensemble de pompe à carbu-

rant 12 qui a une plaque d'orifice d'entrée 40, un anneau formant came 42, un engrenage extérieur 44, un engrenage

intérieur 46, une plaque d'orifices de sortie 48 et le cla-

pet 16 qui comporte un anneau d'étanchéité 50 et une plaque de support de joint 52, tous maintenus ensemble par une

paire de boulons 54, 56 et d'écrous associés 58, 60. Le mo-

teur 26 est disposé en aval de l'ensemble de pompe à carbu-

rant 12.

La plaque d'orifice d'entrée 40 est disposée entre le capuchon d'extrémité d'entrée 18 et l'anneau formant came 42 avec un léger jeu entre la plaque d'orifice d'entrée 40 et les engrenages 44, 46. La plaque d'orifice d'entrée 40 a un orifice d'entrée 62 en communication avec le passage d'entrée 34, un alésage traversant central 64 qui reçoit l'arbre de montage 32 et un évidement 66 adjacent au côté de sortie de l'ensemble de pompe 12 qui communique avec

certains des orifices de sortie 14 pour distribuer de ma-

nière plus régulière la force du carburant sous pression à travers les engrenages 44, 46. Deux trous taraudés 65, 67

reçoivent chacun une extrémité filetée d'un boulon 54, 56.

L'anneau formant came 42 a un alésage cylindrique im-

portant 68 qui est excentré par rapport à l'axe de rotation de l'induit 28. L'anneau formant came comporte deux trous diamétralement opposés 69, 71 qui reçoivent les boulons 54,

56 qui eux-mêmes peuvent avoir un épaulement s'étendant ra-

dialement 73 qui serre l'anneau formant came 42 contre la plaque d'orifice d'entrée 40. L'anneau formant came 42 est aussi serré entre la plaque d'orifice d'entrée 40 et la plaque d'orifices de sortie 48 par les écrous 58, 60 qui

retiennent la plaque d'orifices de sortie 40 qui a une hau-

teur axiale légèrement plus grande que la hauteur axiale des engrenages 44, 46 pour fournir un léger jeu entre les

plaques d'orifices 40, 48 et les engrenages 44, 46. De ma-

nière typique, ce jeu total entre les plaques d'orifices , 48 et les engrenages 44, 46 est de l'ordre d'environ

1 x 10 mm (0,0004 pouce) à 1,8 x 10-2 mm (0,0007 pouce).

L'engrenage extérieur 44 est tourillonné pour tourner dans l'alésage d'anneau formant came 68 et comporte une pluralité de dents s'étendant radialement vers l'intérieur (voir figure 2) qui sont appariées avec une pluralité de

dents s'étendant radialement vers l'extérieur 72 de l'en-

grenage intérieur 46 reçu de manière excentré dans l'engre-

nage extérieur 44. Comme représenté, l'engrenage extérieur 44 a neuf dents 70 et l'engrenage intérieur 46 a huit dents 72. L'engrenage intérieur 46 est tourillonné pour tourner

coaxialement à l'arbre 32. L'engrenage intérieur 46 est re-

lié de manière rotative à l'arbre intermédiaire 30 par

l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement 74 (voir fi-

gure 1) ayant des doigts 76 s'étendant dans des trous cir-

conférentiellement espacés 78 de l'engrenage intérieur 46.

L'engrenage intérieur 46 est entraîné à tourner par le mo-

teur électrique 26 de la pompe à carburant 10 et entraîne l'engrenage extérieur 44 à tourner dans l'alésage 68 de l'anneau formant came 42. L'engrenage intérieur 46 tourne sur son axe coïncidant généralement avec l'axe de rotation de l'induit 28 qui est parallèle à l'axe de rotation de l'engrenage extérieur 44 et radialement décalé par rapport

à celui-ci qui tourne dans l'alésage 68.

Des chambres de pompage disposées circonférentielle-

ment 80 s'agrandissant et se rétrécissant (voir figure 2) à

travers lesquelles du carburant est extrait et ensuite éva-

cué sous pression sont définies entre les dents 70, 72 des

engrenages extérieur et intérieur 44, 46. Lorsque les en-

grenages 44, 46 tournent, les chambres de pompage 80 se dé-

placent circonférentiellement entre les engrenages 44, 46

en démarrant à partir de leur volume minimal et en s'agran-

dissant jusqu'à leur volume maximal en créant une chute de

pression pour extraire du carburant. A partir de leur vo-

lume maximum les chambres 80 deviennent de plus en plus pe-

tites par la mise en rotation poursuivie de l'engrenage

pour augmenter la pression du carburant situé dans cel-

les-ci et évacuer le carburant sous pression jusqu'à l'in-

térieur du boîtier 24 et ensuite à travers le passage de

sortie 36. Pour faciliter la description, la partie de

l'ensemble de pompe 12 dans laquelle les chambres de pom-

page 80 sont agrandies va être appelée le côté d'entrée de

l'ensemble de pompe 12 et la partie dans laquelle les cham-

bres de pompage 80 sont rétrécies va être appelée le côté

de sortie de l'ensemble de pompe 12.

La plaque d'orifices de sortie 48 a un évidement 82 adjacent au côté d'entrée de l'ensemble de pompe 12, qui

communique avec l'orifice d'entrée 62 pour répartir de ma-

nière plus régulière les forces à travers les engrenages

44, 46 adjacents à l'orifice d'entrée 62. Un alésage tra-

versant central 84 reçoit le dispositif d'accouplement 74 qui s'étend dans l'engrenage intérieur 46 pour entraîner

l'engrenage intérieur 46 et les plusieurs orifices de sor-

tie indépendants espacés 14 sont formés adjacents au côté de sortie de l'ensemble de pompage 12. Deux trous 86, 88 généralement diamétralement opposés, traversant la plaque d'orifices de sortie 48 reçoivent les boulons 54, 56 de l'ensemble de pompage 12. Un écrou 58 serre directement la plaque d'orifices de sortie 48 sur l'anneau formant came 42. Un autre écrou 60 serre la plaque de support de joint 52 et l'anneau d'étanchéité 50 du clapet 16 sur la plaque

d'orifices de sortie 48 et par conséquent serre l'autre cô-

té de la plaque d'orifices de sortie 48 sur l'anneau for-

mant came 42. L'anneau d'étanchéité 50 est reçu sur la par-

tie supérieure de la plaque d'orifices de sortie 48 et est maintenu sur celle-ci par une plaque de support de joint 52 serrée entre la plaque d'orifices de sortie 48 et l'écrou 60. Comme représenté sur la figure 7, l'anneau d'étanchéité 50 est plat, mince, et de préférence constitué d'un métal adapté pour être utilisé avec des carburants hydrocarbonés, tel que de l'acier inoxydable. L'anneau d'étanchéité 50 permet au carburant de s'écouler à travers les orifices de sortie 14 et jusqu'à l'intérieur du boîtier 24 mais empêche l'écoulement inverse du carburant depuis l'intérieur du boîtier 24 jusqu'aux orifices de sortie 14. L'anneau d'étanchéité 50 peut avoir un orifice 90 formé adjacent au côté d'entrée de l'ensemble de pompage 12 pour réduire la pression différentielle à travers l'anneau 50. Un trou 92 traversant l'anneau d'étanchéité 50 reçoit le boulon 56 alors qu'un évidement semi- circulaire 94 fournit un jeu à partir de l'autre boulon 54 et de l'écrou 58 de sorte que la partie du joint adjacente aux orifices de sortie 14 peut être déplacée pour permettre au carburant de s'écouler

au-delà du joint 50.

Comme représenté sur les figures 5 et 6, la plaque de support de joint 52 a une configuration plane similaire à l'anneau d'étanchéité 50 et comporte un trou 96 recevant le boulon 56 et un évidement semi- circulaire 98 assurant un jeu par rapport à l'autre boulon 54 et à l'écrou 58. Pour faciliter l'évacuation de carburant liquide à partir de l'ensemble de pompage de carburant 12, la plaque de support 52 a une partie inclinée vers le haut 99 pour permettre au joint 50 d'être déplacé à partir des orifices de sortie 14 de sorte que du carburant peut être évacué à travers ceux-ci. Comme mieux représenté sur la figure 2, les orifices

de sortie sont de préférence radialement allongés et cir-

conférentiellement espacés, le joint 50 surplombant entiè-

rement chacun des orifices de sortie 14. Lorsque construit comme représenté, au moins un orifice de sortie 14 s'ouvre

vers chaque chambre de pompage 80 adjacente au côté de sor-

tie de l'ensemble de pompage 12 de sorte que si la pression existant dans cette chambre 80 est égale ou supérieure à la pression existant en aval du joint 50, le carburant liquide

situé dans la chambre de pompage 80 peut être évacué à tra-

vers un orifice de sortie 14. Les orifices de sortie 14 sont aussi construits de sorte que les chambres de pompage adjacentes 80 ne communiquent pas à travers un orifice de

sortie 14 qui empêche le carburant sous pression plus éle-

vée situé dans une chambre de pompage aval de pénétrer dans une chambre de pompage située en amont de celle-ci et par conséquent d'augmenter rapidement la pression de carburant dans la chambre de pompage amont et de provoquer un bruit de cavitation accru lorsque la vapeur est comprimée et

transformée rapidement en carburant liquide.

Une manière d'aboutir à ceci consiste à disposer la

partie radialement la plus intérieure des orifices de sor-

tie 14 le long d'un arc de cercle, ou radialement juste à l'extérieur de celui-ci, reliant l'emplacement des points

initiaux de contact entre les dents 72 de l'engrenage inté-

rieur 46 et les dents 70 de l'engrenage extérieur 40. Avec cette construction, au niveau de leur engrènement initial, les dents 70, 72 vont fournir un joint entre les chambres

de pompage adjacentes 80 pour empêcher les chambres de pom-

page adjacentes 80 de communiquer les unes avec les autres.

Une autre construction d'orifice de sortie qui aboutit à ce résultat est représentée sur la figure 8. Comme représenté sur la figure 8, des orifices de sortie 100 agencés selon une rangée intérieure sont circonférentiellement espacés

les uns des autres, s'étendent sur un trajet en arc de cer-

cle sensiblement complet compris entre 120 et 160 et sont positionnes radialement vers l'intérieur des points de contact initiaux entre les dents 70, 72 des engrenages 44, 46. Des d'orifices de sortie 102 agencés selon une rangée extérieure sont circonférentiellement étagés par rapport à

la rangée intérieure d'orifices 100, s'étendent sur un tra-

jet en arc de cercle sensiblement complet compris entre

120 et 160 et sont positionnes radialement vers l'exté-

rieur de l'emplacement radial des points de contact ini-

tiaux entre les dents d'engrenage 70, 72. Avec cette confi-

guration, au moins un et habituellement deux orifices 100 ou 102 sont ouverts vers une chambre de pompage donnée 80 pour évacuer le carburant à partir des chambres de pompage à travers les orifices 100, 102 sans communiquer avec des chambres de pompage adjacentes 80 à travers un orifice de

sortie quelconque 100 ou 102.

En utilisation, le moteur électrique 26 entraîne

l'engrenage intérieur 46 pour qu'il tourne, par l'intermé-

diaire du dispositif d'accouplement 74 fixé sur l'arbre in-

termédiaire 30. L'engrenage intérieur 46, à son tour, en-

traîne l'engrenage extérieur 44 pour qu'il tourne dans l'alésage 68 de l'anneau formant came 42. La rotation de l'engrenage intérieur 46 et de l'engrenage extérieur 44 sur leurs axes de rotation décalés produit un agrandissement et

un rétrécissement des chambres de pompage 80 qui, respecti-

vement, attire du carburant liquide à l'intérieur de l'en-

semble de pompage 12 et l'évacue sous pression à partir de

celui-ci.

En particulier avec du carburant chauffé, la chute de

pression adjacente à l'entrée de la pompe à carburant faci-

lite la transformation du carburant liquide en vapeur de carburant. Dans des conditions extrêmes, lorsque la chambre de pompage s'agrandissant 80 atteint son volume maximum, elle peut contenir jusqu'à 60 % de vapeur de carburant en

volume. La pression dans les chambres de pompage s'agran-

dissant 80 est de manière typique en dessous de la pression atmosphérique et la pression dans une chambre de pompage 80 ne commence pas à augmenter jusqu'à ce que le volume de la

chambre de pompage 80 commence à diminuer lorsque les en-

grenages 44, 46 sont mis en rotation. De plus, lorsque le volume de la chambre de pompage se rétrécissant 80 diminue,

la pression dans celle-ci n'augmente pas de manière signi-

ficative jusqu'à ce que toute la vapeur de carburant com-

pressible existant dans cette chambre 80 ne soit transfor-

mée en carburant liquide qui est sensiblement incompressi-

ble. Après ceci, toute réduction du volume de la chambre accroît de manière significative la pression du carburant liquide situé dans la chambre de pompage 80 et lorsque la pression dans cette chambre 80 dépasse la pression existant en aval de l'anneau d'étanchéité 50, l'anneau d'étanchéité est déplacé et le carburant est évacué à travers un ou plusieurs orifices de sortie 14, 100 ou 102 communiquant

avec cette chambre de pompage 80.

L'amplitude sur laquelle le volume d'une chambre de pompage 80 doit être réduit pour comprimer la vapeur de carburant et la transformer en carburant liquide et après ceci pour augmenter la pression du carburant liquide pour l'évacuer à travers l'orifice de sortie 14 est fonction de la quantité de vapeur de carburant existant dans la chambre de pompage 80 lorsque la chambre de pompage 80 a son volume

maximum. Plus le volume de la vapeur de carburant est fai-

ble dans la chambre de pompage 80, moins le volume de la chambre 80 devra être réduit pour comprimer la vapeur de

carburant et ensuite augmenter la pression de carburant li-

quide existant dans celle-ci de manière suffisante pour évacuer le carburant à travers un orifice de sortie 14, 100 ou 102. Plus le volume de vapeur de carburant dans une

chambre de pompage 80 est grand, plus le volume de la cham-

bre de pompage 80 doit être réduit pour comprimer la vapeur de carburant et ensuite augmenter la pression du carburant liquide dans la chambre de pompage de manière suffisante

pour déplacer l'anneau d'étanchéité 50 et évacuer le carbu-

rant situé dans celle-ci à travers un orifice de sortie 14,

ou 102.

Dans des pompes à carburant antérieures, on n'a pas

pu empêcher la pression du carburant de sortie, qui est ty-

piquement à une pression élevée de 280 x 103 Pa (40 psi) ou plus grande, de repénétrer dans les chambres de pompage qui peuvent être à une pression nettement plus faible et avoir un contenu de vapeur de carburant significatif. Ainsi, dans les pompes à carburant antérieures, le carburant de sortie à pression plus élevée est renvoyé dans les chambres de pompage à pression plus faible et leur pression augmente

rapidement de sorte qu'une compression et une transforma-

tion rapide de la vapeur de carburant située dans celles-ci

en carburant liquide provoquent un bruit de cavitation im-

portant. Avec la configuration à anneau d'étanchéité 50 et

orifices de sortie 14, 100 ou 102 selon la présente inven-

tion, de l'ensemble de pompe à carburant 12, la pression du

carburant de la sortie ainsi que du carburant à une pres-

sion élevée situé dans les chambres de pompage aval 80 ne peut pénétrer dans une chambre de pompage amont 80 ce qui évite l'augmentation rapide de pression dans cette chambre et le bruit de cavitation important associé. Ainsi, dans la présente invention, lorsque les engrenages 44, 46 tournent et que les chambres de pompage s'agrandissant 80 atteignent leur volume maximum et ensuite commencent à se rétrécir, la pression existant dans celles-ci augmente de manière plus graduelle pour comprimer la vapeur et transformer la vapeur de carburant en carburant liquide plus graduellement. Ceci

produit un niveau de bruit de cavitation beaucoup plus fai-

ble qui est extrêmement souhaitable dans le fonctionnement

de la pompe à carburant 10.

De plus, du fait qu'il existe en général une quantité

importante de vapeur de carburant dans une chambre de pom-

page agrandie 80, le volume de la chambre de pompage 80 doit être nettement réduit avant que la pression existant dans celle-ci ne soit suffisamment accrue pour déplacer le

joint 60 et évacuer le carburant liquide à travers les ori-

fices de sortie 14, 100 ou 102. Tout en réduisant fortement le bruit de cavitation de la pompe à carburant active 100,

ceci réduit aussi la fuite de carburant à travers les en-

grenages 44, 46 qui survient à la fois entre les plaques d'orifices 40, 48 et les engrenages 44, 46 et entre les dents adjacentes 70, 72 des engrenages 44, 46 du fait des différentiels de pression existant à travers les engrenages

44, 46.

Dans des pompes à carburant antérieures, o le carbu-

rant de sortie ou le carburant à pression plus élevée situé

en aval d'une chambre de pompage peut entrer dans une cham-

bre de pompage à pression plus faible, la pression d'une chambre de pompage immédiatement en aval du côté d'entrée de l'ensemble de pompage est rapidement accrue. Ceci a pour résultat un différentiel de pression significatif entre cette chambre et la chambre adjacente au côté d'entrée de l'ensemble de pompage qui est à la pression atmosphérique

ou en dessous de celle-ci, provoquant une fuite accrue en-

tre elles. Dans la présente invention, la pression dans une

chambre de pompage se rétrécissant 80 est augmentée de ma-

* nière graduelle lorsque la vapeur située dans celle-ci est comprimée et,du fait qu'une vapeur significative est en général présente pendant le fonctionnement de la pompe à

carburant, la pression dans la chambre de pompage n'aug-

mente pas de manière significative jusqu'à ce que son vo-

lume soit nettement réduit par mise en rotation des engre-

nages 44, 46. Après une telle rotation des engrenages 44, 46, la chambre de pompage 80 et le carburant situé dans celle-ci se soit déplacés d'une distance circonférentielle importante à partir du côté d'entrée à pression faible de l'ensemble de pompage 12. Ainsi, le carburant ayant la pression la plus élevée est séparé d'une distance plus grande à partir du côté de pression faible de l'ensemble de

pompe 12, augmentant ainsi la longueur du trajet d'écoule-

ment de fuite et diminuant la quantité de fuite de carbu-

rant et augmentant l'efficacité de la pompe à carburant 10

en utilisation.

De plus, disposer le joint 50 sur la partie supé-

rieure de la plaque d'orifices de sortie 48 par opposition à la disposition du joint 50 directement sur les engrenages

44, 46 comme dans les pompes à carburant antérieures, tel-

les que la pompe décrite dans le brevet US N 5 035 588, élimine l'usure du joint 50 qui est provoquée par contact direct avec les engrenages rotatifs 44, 46 des pompes à

carburant antérieures. Ainsi, l'ensemble de pompage de car-

burant 12 est plus durable, fiable, a une durée de vie plus

longue et peut être utilisé avec des pompes ayant une pres-

sion de sortie de 7 x 105 Pa (200 psi) ou plus.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Pompe à carburant du type volumétrique, à engrena-

ges, caractérisée en ce qu'elle comporte: un moteur électrique (26) qui entraîne la pompe à carburant, un engrenage intérieur (46) entraîné pour tourner sur

un axe (32) par le moteur et ayant des dents (72) s'éten-

dant radialement vers l'extérieur, un engrenage extérieur (44) ayant des dents (70) s'étendant radialement vers l'intérieur, et amené à tourner par l'engrenage intérieur sur un axe espacé par rapport à l'axe de rotation de l'engrenage intérieur et parallèle à celui-ci, l'engrenage extérieur ayant au moins une dent de plus que l'engrenage intérieur, une pluralité de chambres de pompage de carburant (80) définies entre les dents de l'engrenage intérieur et de l'engrenage extérieur, le volume de chaque chambre de

pompage de carburant étant agrandi pour extraire du carbu-

rant à l'intérieur de la chambre de pompage et se rétrécis-

sant pour augmenter la pression du carburant dans la cham-

bre de pompage de carburant et évacuer le carburant sous pression,

une plaque d'orifices de sortie (48) disposée adja-

cente aux engrenages intérieur et extérieur et ayant une pluralité d'orifices de sortie espacés (14; 100, 102) à travers lesquels du carburant sous pression est évacué à partir des chambres des engrenages intérieur et extérieur, les orifices de sortie étant construits, espacés et agencés

de sorte que les chambres de pompage de carburant ne commu-

niquent pas directement les unes avec les autres à travers les orifices de sortie, et un clapet (16) adjacent aux orifices de sortie et construit pour empêcher l'écoulement inverse de carburant à partir de l'aval du clapet en retour à travers les orifices de sortie de sorte que le clapet empêche le carburant sous

pression évacué des chambres de pompage de carburant de pé-

nétrer à nouveau dans d'autres chambres de pompage de car-

burant qui sont à une pression inférieure et la construc-

tion et l'agencement des orifices de sortie empêchent le carburant situé dans une chambre de pompage de carburant qui est à une pression plus élevée que le carburant situé dans les autres chambres de pompage de carburant de péné- trer dans les autres chambres de pompage de carburant pour

réduire le bruit associé à la compression et la transforma-

tion rapide de vapeur de carburant en carburant liquide et

pour réduire ainsi le bruit de la pompe à carburant fonc-

tionnant.

2. Pompe à carburant selon la revendication 1, carac-

térisée en ce que le clapet (16) est un mince anneau métal-

lique (52) relié à la plaque d'orifices de sortie (48).

3. Pompe à carburant selon la revendication 1, carac-

térisée en ce qu'au moins un orifice de sortie (14; 100, 102) est ouvert vers chaque chambre de pompage (80) lorsque

son volume diminue.

4. Pompe à carburant selon la revendication 1, carac-

térisée en ce qu'un contact dent sur dent entre l'engrenage

intérieur (46) et l'engrenage extérieur (44) empêche prati-

quement les chambres de pompage se rétrécissant adjacentes

de communiquer les unes avec les autres à travers un ori-

fice de sortie (14).

5. Pompe à carburant selon la revendication 1, carac-

térisée en ce que les orifices de sortie (102) sont radia-

lement allongés, circonférentiellement espacés et ont leur partie radialement la plus à l'intérieur disposée sur un

arc de cercle formé en reliant les points de contact ini-

tiaux entre les dents (72) de l'engrenage intérieur (46) et

les dents (70) de l'engrenage extérieur (44) ou sont légè-

rement radialement à l'extérieur de celui-ci.

6. Pompe à carburant selon la revendication 1, carac-

térisée en ce que deux rangées espacées d'orifices de sor-

tie (100, 102) s'étendant circonférentiellement sont agen-

cées dans la plaque d'orifices de sortie (48), une première

rangée d'orifices de sortie (100) étant disposée radiale-

ment à l'intérieur d'un arc de cercle formé en reliant les points initiaux de contact entre l'engrenage intérieur et

l'engrenage extérieur et l'autre rangée d'orifices de sor-

tie (102) étant disposée radialement à l'extérieur de cet arc.

7. Pompe à carburant selon la revendication 1, carac- térisée en ce qu'elle comporte aussi un anneau formant came (42) ayant un alésage cylindrique (68) dans lequel tourne l'engrenage extérieur (44), l'anneau formant came ayant une hauteur axiale plus grande que l'engrenage intérieur et l'engrenage extérieur, la plaque d'orifices de sortie (48) étant en appui sur l'anneau formant came pour définir un jeu fixe entre les engrenages intérieur et extérieur et la

plaque d'orifices de sortie.

8. Pompe à carburant selon la revendication 5, carac-

térisé en ce que les orifices de sortie (102) s'étendent sur un trajet en arc de cercle sensiblement complet compris

entre 120 et 160 .

9. Pompe à carburant selon la revendication 6, carac-

térisée en ce que les orifices de sortie (100, 102) s'éten-

dent sur un trajet en arc de cercle sensiblement complet

compris entre 120 et 1600.

10. Pompe à carburant selon la revendication 2, ca-

ractérisée en ce que le clapet (16) est constitué d'acier inoxydable.