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Monsieur Albert Alexandre Augustin DARCHE
Ingénieur 5 Rue Michelet àALGER (Département d'Alger) ALGÉRIE
Citoyen français
Il est connu que pour les moteurs dans lesquels le combus- tible est introduit mécaniquement par une pompe, celle-ci est un organe essentiel, d'une réalisation délicate.
La difficulté se trouve considérablement accrue si l'on en- visage le cas de moteurs à petite cylindrée et particulièrement de moteurs légers, à grande vitesse de rotation.
Le poids de combustible devant être introduit à chaque cycle peut ne plus être, alors, que d'environ 1 ou 2 centigrammes, à pleine charge. Même à la limite de petitesse assignée aux organes de la pompe, les courses du piston restent si courtes, que toute précision dans le débit devient pratiquement impossible et se Trou- ve à la[merci d'un jeu, d'une usure ou d'un déréglage de valeur in- signifiante.
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Dans un même ordre de faits il faut éviter, dans le corps de pompe et le tuyau de refoulement, la formation de tampons élasti- ques par la présence de bulles gazeuses, vapeur de combustible ou air dissous dans celui-ci.
La théorie et l'expérimentation établissent que le dégagement de ces bulles tend à se produire dès qu'on provoque une dépression.
Avec une pompe alternative ordinaire, le remplissage ayant lieu par aspiration,nécessite; inévitablement, la formation d'une dépression.
Les mouvements des soupapes, dont les têtes agissent, respec- tivement., comme de petits .pistons provoquent aussi des dépressions sensibles.
Ces phénomènes sont d'autant plus accusés que la pompe fonc- tionne à plus grande vitesse.
La présente invention se propose de satisfaire à ces divers desiderata par la réalisation d'une pompe applicable, en général, à tous les moteurs utilisant ce mode d'introduction du combus- tible, mais plus particulièrement aux moteurs à grande vitesse et à cylindrée limitée.
Pour remédier au faible débit, on utilisera un piston "dif- férentiel".
Traversant tout le corps de pompe, ce piston, sur une partie de sa longueur, aura même diamètre que ce corps de pompe et en- suite un diamètre légèrement inférieur. On obtiendra, ainsi, une section annulaire liquide, de surface réduite, tout en conservant au piston des dimensions et une course admissibles.
La suppressiondes bulles s'obtiendra en évitant tout vide. Le liquide ne sera pas aspiré par la pompe mais arrivera sous une certaine pression dans celle-ci, pendant sa période de remplissage.
On évitera encore, de cette façon, la nécessité d'avoir une soupa- pe automatique sur le refoulement.
Il n'y aura pas, non plus, de soupape d'aspiration.
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A sa sortie du corps de pompe, le piston différentiel, par une de ses extrémités, plongera dans une chambre à combustible,en communication avec le r éservoir.
Le piston, évidé sur une partie de sa longueur, formera, lui-même, canal d'arrivée du liquide, ce canal, coudé et en for- me de T, débouchant: d'une part, latéralement au piston, dans le corps de pompe, par les deux extrémités horizontales du T ; d'autre part, axialement au piston, dans la chambre à combustible, par l'extrémité verticale du T.
On obturera le canal d'arrivée en coiffant l'extrémité tron- conique du piston au moyen d'une pièce mobile, commandée, de pro- fil approprié.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, en coupe lon- gitudinale, une forme d'exécution de l'objet de l'invention, com- pris pour ëtre placé verticalement.
Le corps de pompe est percé axialement d'une chambre à com- bustible E, dans laquelle se meut le piston I actionné en bout par la tige A de commande et de distribution, elle-même attaquée par la came S à profil variable.
Le piston I présente un diamètre réduit sur une certaine lon- gueur, de façon à former piston différentiel.
Il est percé axialement d'un canal D, en forme de T qui fait communiquer la chambre à combustible E avec le corps de pompe annu- laire F, les ailes de ce T débouchant dans le corps de pompe annulaire.
La tige A de commande et de distribution forme,de plus, à son extrémité, une cuvette B qui sert à l'obturation du conduit D en venant coiffer l'extrémité tronconique du piston I.
Un ressort de rappel J, dont la tension est réglée par écrou T, tend à pousser le piston vers le fond de la chambre à combustible E.
De même,un ressort K rappelle constamment vers le bas, la tige de commande et de distribution A, le chapeau U réglant la tension de ce ressort.
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Des presse-étoupes L et M sont ménagés, à titre de précau- tion supplémentaire, sur le passage du piston I et de la Tige de commande A; mais on s'efforcera d'obtenir, par simple rodage, une étanchéité suffisante.
La course de retour du piston différentiel I est limitée par une butée réglable N formée d'un écrou et d'un cantre-écrou, ce qui permet de régler la pompe, une rondelle élastique Ci freinant, de plus, le piston à son retour.
Enfin, un chapeau de manoeuvre X, vissé sur le haut du corps, permet, en dévissant le chapeau, de soulever le piston I.
Quant au bâti R du dispositif , il est fixé par l'embase ou bri- de Y.
A la partie inférieure du canal central du corps, est dispo# sés@nne bague mobile qui permet le démontage des organes de la pompe, et notamment du piston I que l'on ne pourrait, vu son diamè- tre, sortir par le haut.
Le combustible arrive par la tubulure G dans la chambre infé- rieure E et, de là, gagne par le conduit axial D du piston, le corps annulaire F et le tuyau de refoulement H de la pompe vers le mo- teur.
En P et P1 sont disposés deux pointeaux de purge pour le remplissage avant mise en route du moteur. Le pbinteau P1 obture un conduit 0 de diamètre suffisant pour communiquer avec le haut de la chambre E, quelle que soit la position du piston I.
Un troisième pointeau P2 sert pour la vidange de la chambre :8; ce pointeau permettant, dans le cas d'emploi da combustibles plus légers que l'eau, d'éliminer celle provenant de la quantité en suspension dans le combustible.
Le fonctionnement est le suivant:
La tige A et le piston I étant, respectivement, à bout de course (comme indiqué au dessin) la came S, par sa rotation, sou- lève la tige A dans le sens de la flèche f. Celle-ci, après avoir parcouru une certaine course, vient au contact du piston I et ob- ture complètement le conduit D de communication, grâce à la cuvet- te d'obturation B.
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Continuant son mouvement, la 'cige A entraîne solidairement le piston I, lequel refoule par H au moteur une quantité que rè- gle, selon un moyen connut la levée communiquée par la came S, à profil variable et pouvant être déplacée longitudinalement sur son arbre (mouvement commandé à la main, pour les moteurs à vi- tesse variable et par le régulateur, dans le cas de moteurs à vitesse constante!.
Tandis qu'en raison de la rapidité de son mouvement et de l'inertie appréciable consécutive, le piston I prolonge un peu la course commandée par la came S, le profil de celle-ci d'une part,et la tension du ressort de rappel K d'autre part, permet- tent le freinage plus rapide, puis le recul de la tige A.
L'ouverture pratiquement instantanée du conduit D, à la fin du refoulement, provoque une chute brusque de pression dans la ca- nalisation H et l'arrêt instantané de l'injection. On évite, à la fin de celle-ci, l'introduction, dans le moteur, de dernières gout- telettes, relativement plus grosses, parce que injectées sous pression décroissante.
La tige A continue alors sa course rétrograde dans le sens f' à une vitesse réglée par la came S .
Rappelé de façon indépendante par son ressort J, le piston I est, à bout de course, freiné sur un très faible trajet par le ressort extrêmement puissant que constitue la rondelle élastique Q (rondelle Trep par exemple) .
Ce retour du piston correspond à la période de remplissage de la pompe.
On remarquera que, selon les besoijas, le synchronisme du pis- ton I et de la tige A est établi ou supprimé avec un maximum de simplicité.
En raison des proportions adoptées, la montée commune du pis- ton I et de la tige A de commande détermine un appel de liquide, du réservoir (par G) vers la chambre E de combustible. Cet appel est accentué par la descente, d'abord très rapide, de la tige de commande.
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La descente du piston I se faisant ensuite à une vitesse ac- célérée tandis que celle de la tige A a été progressivement très ralentie, le volume de la chambre E de combustible diminue. Il y a, alors, refoulement, ce qui, par suite de l'inertie du liquide arrivant du réservoir, détermine une augmentation de pression fa- cilitant le remplissage de la pompe.
Dans le cas où des bulles se produiraient dans la chambre E, ou y seraient entraînées, elles se logeraient à sa partie supérieu- re et seraient, à l'arrêt, évacuées pdr le pointeau Pl. En marche, leur présence n'apporterait aucune gêne.
On peut se rendre compte que le fonctionnement sera sur, simple et que l'on. obtiendra le double résultat cherché en pro- portionnant, de façon convenable, les divers éléments du disposi- tif.
Le uystème proposé nécessite, en principe, l'utilisation d'une pompe à course variable et à distribution commandée. Une originalité mécanique de l'invention consiste dans l'obtention de ce résultat sans l'emploi d'une seule soupape proprement dite et avec une unique came d'attaque. On réalise de plus, directement, diverses fonctions auxiliaires:
1 On sait qu'il est prudent, pour préserver le tuyautage de re- foulement, en cas d'obstruction du gicleur, de prévoir une soupape automatique, convenablement tarée.
Par suite de sa disposition, la pompe réalise elle-même cet office.
L'on se rend compte aisément qu'en raison de la forme cou - dée du canal D d'arrivée traversant le piston I, ce dernier, pen- dant le refoulement, subit du liquide, une poussée ascendante p antagoniste de la poussée descendante s'exerçant sur Sa partie' annulaire périphérique @ En raison des proportions adoptées, la résultante est ascendante.
En marche régulière, cette résultante est inférieure à la réac- tion du ressort supérieur J de rappel du piston, mais si la pres- sion augmente de façon anormale dans la pompe, le piston I se sou-
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lève par rapport à la tige A de commande et dégage l'ouverture du canal D. On réalise donc une véritable soupape de sûreté.
2 Dans le cas de moteurs polycylindriques, il faut prévoir l'arrêt de l'alimentation d'un ou de plusieurs cylindres, le moteur restant en marche.
Dans ce but, on dispose souvent, entre les circuits d'aspi- ration et de refoulement, une communication qu'un pointeau in- tercepte en marche normale.
Dans la pompe proposée, il suffit, au moyen du chapeau X, entraînant la rondelle Q et la butée N, de soulever le piston I.
Placé hors de portée de la tige A de commande il sera immobilisé et par surcroît la conduite D restera ouverte.
3 La came 3 détermine le refoulement d'une quantité variable, ce refoulement commençant toujours au même point du cycle.
Pour passer d'un combustible à un autre il pourra devenir utile de varier le moment d'injection,
La butée réglable N, limitant la course de retour du pis- ton, permet, en élevant ou abaissant celui, -ci, de retarder ou avancer l'instant où. s'établit le contact avec la tige A de com- mande. L'on peut donner, par suite, du retard ou de l'avance à l'infection,
4 Pour la purge d'air et le remplissage des pompes à combus- tible, l'on prévoit une commande indépendante effectuée à la main. Sur d'autres moteurs on utilise une petite pompe auxiliai- re.
Dans le dispositif, objet de l'invention, il suffit -quel- le que soit la position de la came- de soulever le piston au moyen du chapeau X pour dégager le conduit D, On dévisse alors les pointeaux. Arrivant en charge du réservoir et n'étant arrêté par aucune soupape, le liquide remplit la pompe, sans nécessiter au- cune intervention extérieure.
On obtient une simplification de plus.
L'extrémité accessible du piston permet de réaliser, facile- ment, le rodage de celui-ci au contact de la cuvette B d'ob- turation, terminant la tige A.
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Le dispositifpourra encore être utilisé pour introduire dans .les moteurs, ou ailleurs, sous pression ou non, de l'eau ou tout autre liquide.
Tout en restant dans les limites de l'invention, on pourra y apporter les modifications qui n'en alitèrent pas le principe, les dimensions relatives du dessin n@tant bien entendu données qu'à sipple titre indicatif.