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PERFECTIONNEMENTS DANS,'LES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE La.. présente invention a pour objet un nouveau type d'injecteur pour les moteur à combustion interne fon- ctionnant selon systèmes dérivés du Diesel, dans les- quels le'combustible est injecté dans le cylindre pendant, et en général vers la fine, de la,,course de compression.
Il est connu que avec ces systéme on atteint les plus hauts rendement thermiques à cause de la possibilité d'at
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teindre des hautes compressior prevntives, qui ne se- raient pas possibles avec des moteurs alimentées avec un mélange air-combustible préalablement carburé, a cause des explosions prématurés qui se produiraient.
Il,est encore connu que le maximum d'avantage dans les moteurs à injèction est,obtenu injectant le combusti ble pulverisé au moyen d'un jet d'air comprimé, et que ce .système est, tout-à-l'heure, borné aux moteurs de grande
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et de moyenne puissance, parce que l'injection par l'air comprimée, conçue comme elle l'est couramnent entraîne des complications encombrantes et coûteuses (compresseurs, réservoirs, spupates, etc.) qui rendent la construction chère, pésante, compliqée et le fonctionnement délicat.
Dans les petits moteurs, la construction ,s'est, pour ces raison, orientée au système d'injection directe (dénommée très improprement "solid injection") c'est dire que la liquide combustible est introduit tel quel dans le cy= lindre sans pulvérisation préalable.
Les moteur de ce système sont entrés dans l'usage cou- rent, sont bien loin du haut rendement du Diesel, mais ils ont tout de même l'avantage de fonctionner avec des combustibles bien plus lourds que le pétrole et l'essence, ce qui les rend suffisamment économiques.
On tente depuis quelque temps d'appliquer des systèmes semblables sur des moteurs polycylindres à haute vitesse / pour l'automobilisme et même ,pour l'aviation, mais on ren- contre des sérieuses difficultés à injecter des moindres quantités de combustible exactement et surtout uniforme- ment dosées. Des grandes difficultés naissent du fait aus- si que la pompe Ö combustible doit vaincre la pression de compression et ce qui, à part des nombreuses autres difficultés, introduit l'élasticité des tuyotages comme cause de perturbations et de fausses injections. Avec le système objet de la présente invention, ces inconvénients et difficultés sont tournés, et on établit un moteur qui: 1 ) fonctionne à injection par l'air comprimée, à pulve- risation simple ou redoublée, sans qu'il y ait des compresseur.
2 ) le combustible est introduit dans l'injecteur à une pression presque nulle, ce qui assure la regularité et la facilité de l'entretien et de la régulation de
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la pompe,à combus,tible (qui n'est même pas toujours indispensable.
3 ) l'istant auquel commence l'injection peut, se faire varier entre, 180 1, environ, c'est à dire du commencement à la fin de la course de compression, ce qui signifie pouvoir adapter continuellement le moteur aux condi- tions de la charge.
4 ) on peut réaliser un réglage de la quantité du combusti- ble injecté en fonction du temps ce qui rend le moteur très élastique et autorégulateur.
5 ) le fonctionnement de l'injecteur est tout à fait auto- matique, et ne demande aucun dispositif de commande.
Dans les dessins annexés on à illustré un exemple de construction de l'injecteur et son application à un moteur à quatre cylindres.'
La fig. 1 montre l'injecteur, en coupe verticale, pen- dant l'alimentation.
La fig. 2 en est une coupe semblable, vue au moment de l'injection.
La fig. 3 est un schéma d'application sur un moteur à quatre .cylindres.
La fig. 4 est un schema de l'alimentation pour un moteur monocylindre à 2 temps'
Sur les dessins:
Le N 1,indique le corps de l'injecteur, qui est un pe- tit cylindre placé à l'endroit plus convenient sur la tète du moteur. Dans ce corps est disposée un piston 2 pourvu @ d'une. tige 3 qui sort du corps 1,.et sur laquelle appuie un ressort 4 dont la charge peut être'réglée au moyen d'un dispositif 5.
La cavité du corps 1 communique au moyen dune soupape automatique 6, avec un'tuberie d'alimentation 7, et au moyen
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des tonus 8 percés dans le piston 2, avec le cylindre mo- teur.
Le canal 8 perce le piston 2 et sa tige 3 d'un bout à l'autre, et dans son intérieur est disposée une aguille 16, vissée dans la tige et qui est destinée à faciliter le nettoyage du canal 8 quand celui-ci s'obture à cause d'impuretés. Pour cela, il n'est pas nécessaire de démon- ter l'injecteur, car il suffit de devisser l'aguille avec une clé adapte et de la remettre en place aprèsl'avoir nettoyée.
Dans la pluralité des cas il suffira quelques devis- sages et vissages répétés sans démontage total pour re- joindre le but,
Le fonctionnement de cet injecteur est le suivant: Quand dans le cylindre moteur il n'y a pas de pression, c' est à dire pendant l'échappement et l'aspiration (dans les moteur à quatre temps',et pendant le lavage dans les moteur à deux tempe) la faible pression existante dans le tuyautage 7, soulève 1q soupape 6, et une certaine quantité de combustible pénètre dans le corps 1.
, Pendant la compression,l'air contenu dansle cyline dre moteur pénètre dans le corps au travers des trous 8, en mon que la pression reste la même dans le cylindre et dans le corps. '
Les surfaces du piston sur.lesquelles agit cette pres- sion sont différentes parce que celle interne au corps 1 est moindre, à cause de la tige 3, sur laquelle agit la pression atmosphérique et celle du ressort 4, et non pas celle du cylindre.
Jusqu'à ce'que la somme des pressions agissantes sur cet- te surface est supérieure ou égale à celle du cylindre, le p piston 2 demeure immobile, mais dés que la compression
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dépasse un valeur donné, le piston 2 est repoussé dans le corps 1, et,l'air contenue dans celui-ci, avec le com- bustible qui y etait pénétré est vivement injecté dans le cylindre, 'on 'se produit ,l'allumage et la combustion.
On voit comme ça que l'air même du cylindre retourne dans celui-ci emportant le combustible dont s'est chargée dans le corps 1.'
Etant le rapport de compression'établi, la pression atmosphérique pratiquement invariable et la pression du ressort 4 reglable, on,voit que le moment ou commence l'in jeciton est strictement dependant de cette dernière régu- lation. C'est-à-dire que si le ressort 4 sera tout à fait déchargé, l'infection aura commencement aussitot que dans le cylindre on aura une compression appreciable; et que en augmentant la charge du -ressort le commencement de l'injection tardera de plus en plue jusqu'a commencer au . point mort superïeur (et continuer ensuite à cause del'au- gmentation de pression due à la combustion).
La légère pression du combustible dans le tuyautage 7, 'nécessaire à l'alimentation peut etre obtenue par des moyen très simples:
Dans les moteurs à quatre temps, il est suffisant de pla- cer le réservoir,à combustible plus haut que l'injecteur, pour que cette surélévation combinée avec la dépression de l'aspiration suffise à assurer l'alimentation. Un simple robinet pourvoit au réglage.
Pour les moteur à deux temps, la periode utilisable pour l'alimentation de l'inecteur est moindre (pendant le balaya- ge) et de plus il n'y'a pas d'aspiration dans le cylindre.
Si le moteur est à compression dans'le carter, ou qu'il y a une pompe de balayage pour chaque cylindre, on tourne la difficulté par le suivant artifice: .
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Sur le tuyautage 7 on place deux soupapes - 6 et 6' au ' lieu d'une seule, et entre une soupape et l'autre on de- rive un petit tube 9 qui débouche au carter (ou à la pom- pe de balayage). Les dépressions et pressions dues au ba- layage'font fonctionner ce tube comme un pulsomètre assurant l'alimentation.
Dans tout les cas, le système préférable consiste (fig. 3) à disposer une pompe d'erogation, qui peut très convenablement être une petite pompe à engrenages,10, qui aspire le combustible du reservoir par un tuyautage 11 et le refoule par une tuyautage 12 qui se dirame aux inje- cteurs, 1, 1 , 1', 1" ..../. Entre les tuyautages 11 et 12 on dispose un'tuyau de court cirquit 13 sur le par- cours duquel est installée une soupape 'de surté 14 au mo- yen de laquelle dans le tuyautage 11 or* ne peut dépasser une pression déterminé.
Sur le tuyautage 12 est insère un robinet de reglage !5 avec lequel on varie la résistence à l'écoulement du combu stible et par consequent la quantité qui en est envoyé aux injecteurs dans l'unité de temps.
On peut, par la pompe 13, aspirer une certaine quantité d'air avec le combustible et en ce cas les injecteurs se- ront alimenté avec un mélange nébulisé, ce qui constitue un rédoublement de la pulverisation.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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IMPROVEMENTS IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES The present invention relates to a new type of injector for internal combustion engines operating on systems derived from Diesel, in which the fuel is injected into the cylinder. during, and generally towards the end, of the, compression stroke.
It is known that with these systems the highest thermal efficiency is achieved because of the possibility of
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to turn off high preventive compressions, which would not be possible with engines supplied with an air-fuel mixture previously fueled, because of the premature explosions which would occur.
It is also known that the maximum advantage in injection engines is obtained by injecting the pulverized fuel by means of a jet of compressed air, and that this system is, just now, limited to large engines
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and of medium power, because injection by compressed air, designed as it is currently, involves cumbersome and costly complications (compressors, reservoirs, spupates, etc.) which make the construction expensive, heavy, complicated and the delicate operation.
In small engines, the construction, for these reasons, is oriented to the direct injection system (called very improperly "solid injection") that is to say that the combustible liquid is introduced as it is into the cylinder without prior spraying.
The engines of this system have entered into common use, are far from the high efficiency of Diesel, but they still have the advantage of operating with fuels much heavier than petroleum and gasoline, this which makes them sufficiently economical.
For some time now attempts have been made to apply similar systems to high-speed polycylinder engines / for motor vehicles and even for aviation, but serious difficulties have been encountered in injecting smaller quantities of fuel exactly and above all uniformly. - dosed. Great difficulties arise also from the fact that the fuel pump has to overcome the compression pressure and which, apart from many other difficulties, introduces the elasticity of the piping as a cause of disturbances and false injections. With the system that is the subject of the present invention, these drawbacks and difficulties are overcome, and an engine is established which: 1) operates by injection by compressed air, with single or double spraying, without there being any compressors. .
2) the fuel is introduced into the injector at almost zero pressure, which ensures regularity and ease of maintenance and regulation of
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the pump, fuel, tible (which is not even always essential.
3) the distance at which the injection begins can vary between around, 180 1, i.e. from the start to the end of the compression stroke, which means being able to continuously adapt the engine to the conditions. of the load.
4) it is possible to adjust the quantity of fuel injected as a function of time, which makes the engine very elastic and self-regulating.
5) the operation of the injector is completely automatic, and does not require any control device.
In the accompanying drawings an example of the construction of the injector and its application to a four-cylinder engine is illustrated.
Fig. 1 shows the injector, in vertical section, during the feed.
Fig. 2 is a similar section, seen at the time of injection.
Fig. 3 is an application diagram on a four-cylinder engine.
Fig. 4 is a diagram of the power supply for a 2-stroke single-cylinder engine '
On the drawings:
The N 1 indicates the injector body, which is a small cylinder placed more conveniently on the head of the engine. In this body is disposed a piston 2 provided @ a. rod 3 which comes out of the body 1,. and on which a spring 4 bears, the load of which can be adjusted by means of a device 5.
The body cavity 1 communicates by means of an automatic valve 6, with a supply tube 7, and by means of
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tonus 8 drilled in piston 2, with the engine cylinder.
The channel 8 pierces the piston 2 and its rod 3 from one end to the other, and in its interior is disposed a needle 16, screwed into the rod and which is intended to facilitate cleaning of the channel 8 when the latter s 'blockage due to impurities. To do this, it is not necessary to dismantle the injector, because it suffices to unscrew the needle with a suitable wrench and put it back in place after cleaning it.
In most cases, it will suffice a few repeated quotes and tightening without total disassembly to achieve the goal,
The operation of this injector is as follows: When in the engine cylinder there is no pressure, that is to say during exhaust and aspiration (in four-stroke engines, and during washing in the two-tempe engines) the low pressure existing in the piping 7, lifts 1q valve 6, and a certain quantity of fuel enters the body 1.
During compression, the air contained in the engine cylinder enters the body through holes 8, ensuring that the pressure remains the same in the cylinder and in the body. '
The surfaces of the piston on which this pressure acts are different because that inside the body 1 is less, because of the rod 3, on which the atmospheric pressure acts and that of the spring 4, and not that of the cylinder.
Until the sum of the pressures acting on this surface is greater than or equal to that of the cylinder, the p piston 2 remains stationary, but as soon as the compression
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exceeds a given value, the piston 2 is pushed back into the body 1, and the air contained in the latter, with the fuel which was penetrated therein, is strongly injected into the cylinder, 'on' occurs, the ignition and combustion.
We see that the very air from the cylinder returns to it carrying the fuel loaded into the body 1. '
Being the compression ratio established, the atmospheric pressure practically invariable and the pressure of the spring 4 adjustable, it can be seen that the moment when the injection begins is strictly dependent on this latter regulation. That is to say that if the spring 4 is completely discharged, the infection will begin as soon as there is appreciable compression in the cylinder; and that by increasing the load of the -spring the beginning of the injection will be delayed more and more until it starts at. upper dead point (and then continue because of the pressure increase due to combustion).
The slight pressure of the fuel in the piping 7, 'necessary for the supply can be obtained by very simple means:
In four-stroke engines, it is sufficient to place the fuel tank higher than the injector, so that this boost combined with the vacuum of the suction is sufficient to ensure the supply. A simple tap provides the adjustment.
For two-stroke engines, the period that can be used for supplying the inector is less (during the sweeping) and moreover there is no suction in the cylinder.
If the engine is compression in the crankcase, or there is a scavenging pump for each cylinder, the difficulty is overcome by the following trick:.
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On piping 7 we place two valves - 6 and 6 'instead of just one, and between one valve and the other a small tube 9 is diverted which opens to the crankcase (or to the purge pump ). The depressions and pressures due to the sweeping make this tube function like a pulsometer ensuring the supply.
In any case, the preferable system is (fig. 3) to have an override pump, which may very suitably be a small gear pump, 10, which sucks the fuel from the tank through a pipe 11 and delivers it through a piping 12 which goes to the injectors, 1, 1, 1 ', 1 ".... /. Between the piping 11 and 12 there is a short cir- cuit pipe 13 on the course of which a valve is installed 'of overté 14 at the mean of which in the pipe 11 or * can not exceed a determined pressure.
On the piping 12 is inserted a regulating valve! 5 with which the resistance to the flow of the fuel and therefore the quantity which is sent to the injectors in the unit of time is varied.
It is possible, by the pump 13, to suck a certain quantity of air with the fuel and in this case the injectors will be supplied with a nebulized mixture, which constitutes a redoubling of the spraying.
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