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" Perfectionnements, apportés aux pompes à piston, notamment aux pompes à injection de combustible pour moteurs à oombus- tion interne ".
L'invention est relative aux pompes à piston, du genre de celles dans lesquelles l'admission s'effectue par au moins. un orifice d'admission susoeptible d'être découvert ou recouvert par le piston dans certaines parties de sa cour- se, le fond dudit piston comportant au moins une surface de direction inclinée par rapport à son axe, de sorte que, si l'on prévoit des moyens pour permettre d'imprimer à ce pis- ton certains déplaoements autour de son axe, on puisse faire varier le moment à partir duquel-l'orifice d'admission se trouve obturé, et par suite,faire varier le début de la course de refoulement, la fin du refoulement restant, de pré- férence, constante;
et elle concerne plus spécialement (par- ce que o*est dans leur cas que son application paratt devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi ces
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pompes, celles pour l'injection du combustible dans les cy- lindres de moteurs à combustion interne.
Elle a pour but, surtout, de rendre telles, ces pompes, qu'elles répondent, mieux que jusqu'à présent, aux desiderata de la pratique.
Elle consiste, principalement, à agencer de maniè- re telle, les pistons des pompes du genre en question, que les pressions développées pendant le refoulement dans le cy- lindre, déterminent sur le piston-des réactions dont la ré- sultante soit dirigée sensiblement suivant son axe.
Bile consiste, mise à part cette disposition prin- cipale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps, et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'application, ainsi que certains modes de réalisation, des- dités dispositions ; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les pompes du genre en question comportant application des mêmes disposi- tions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles, notamment les moteurs à combustion interne, comprenant de semblables pompes.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
Les fig. 1 à 3, de ce dessin, montrent, schémati- quement, en élévation et en coupe par 2-2 et 3-3 fig. 1, une partie d'une pompe établie conformément à un premier mode de réalisation de l'invention.
Les fig. 4 et 5 montrent, schématiquement, chacune en coupe, suivant des positions différentes de son piston, une pompe de même genre établie conformément à un deuxième mode de réalisation, de 1*invention.
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Les figa 6 et 7, enfin, montrent, en perspective et en vue en plan, cette même pompe, établie suivant une variante du précédent mode de réalisation de son piston.
Selon 1*'invention, et plus spécialement selon ce- lui de ses modes d'application,, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exem- ple, d'établir une pompe à injection de combustible pour mo- teur à oombustion interne de tous genres, à deux temps ou à quatre temps (moteurs d'aviation, de bateaux, d'automobiles, installations de force motrice,, etc.),, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On constitue essentiellement ladite pompe à l'aide d'un piston allongé a, susceptible de se déplacer dans un cylindre b, en étant commandé, par exemple, par une came c, ledit cylindre comportant,, d'une part, un orifice d, par exemple dans le fond du cylindrecommuniquant avec l'orifice d'alimentation en combustible du cylindre (ou des cylindres) du moteur, et, d'autre part, au moins un orifice latéral e, dans lequel débouche un conduit d'amenée du combustible.
On, agence de manière telle, le fond du piston, pro- pre à coagir avec ledit orifice, qu'il comporte au moins une
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surface d'allure oblique par rapport à l'axe de ce piston, zizi de sorte que, si on prévoit des moyena, te s, ué ame f et crémaillère g, propres à imprimer à ce piston certains mou- vements de rotation autour de son axe, et à permettre de lui faire occuper différentes positions autour de cet axe, on peut ainsi, suivant la position choisie, obtenir différents régimes de marche de la pompe, pour lesquels le début de la course de refoulement se produit plus ou moins tôt.
On obtient ainsi une pompe à injection variable qui répond aux exigences de la pratique,, à savoir, principalement, à la nécessité d'augmenter l'avance à l'in- jection lorsque le débit de combustible augmente,
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mais qui peut, dans certains cas, notamment dans le cas où le fond du piston est constitué simplement par une seule face taillée en biseauà l'extrémitédu corps cylindrique constituant ledit piston, présenter cet inconvénient que le piston, du fait de l'obliquité dudit fond, exerce sur cer- taines des parois du cylindre des réactions exagérées qui peuvent conduire à une usure rapide de ce dernier, surtout pour les hautes pressions d'injection exigées par les mo- teurs du type Diesel ou semi-Diesel.
Dans le but, principalement, de remédier à cet in- convénient,on agence de manière telle, ledit piston, con- formément à la présente invention, que les pressions dévelop- pées dans le cylindre pendant la course de refoulement dé- terminent sur le piston des réactions dont la résultante soit dirigée, sensiblement, suivant l'axe de ce dernier.
A cet effet, on procède, par exemple, entre autres manières avantageuses, de l'une des manières qui vont être indiquées.
Suivant un premier mode de réalisation, et notam- ment dans le cas où le piston comporte une seule face obli- que propre à coagir aveo un seul orifice e, on munit le piston d'un prolongement cylindrique i, de même diamètre que le piston proprement dit, et relié à ce dernier à l'aide de tous moyens appropriés tels quune tige j dont la section est choisie de manière à laisser subsister entre les parois du cylindre et ladite tige un certain espace annulaire k, l'ensemble du piston, de la tige, et du prolon- gement cylindrique, étant obtenu, par exemple, par décolleta- ge à partir d'une pièce unique, on prévoit des moyens propres à mettre en communication constante avec l'intérieur du cylindre, l'espace annulaire k, moyens que l'on réalise à l'aide, par exemple,
de rainures 1 ménagées sur les parois. du prolongement i, et, enfin, on agence de manière telle, les faces m et n,
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de ce prolongement, qui sont respectivement en contact avec le fluide dans le cylindre et dans l'espace annulaire, que les réactiona engendrées sur ces faces et sur la susdite face oblique h, aient une résultante sensiblement axiale, ce pour quoi, par exemple, on établit la face m perpendiculairement à l'axe du piston, et la face n parallèlement à la face h.
On obtient ainsi un piston parfaitement guidé, et n'exerçant aucune réaction oblique sur les parois du cylin- dre, ledit piston pouvant tourner de 1800 environ (au maximum) entre ses positions extrêmes correspondant à la plus forte et à la plus faible avance à l'admission.
Suivant un deuxième mode de réalisation, représenté suivant deux variantes différentes, sur les fig. 4 à 7, on fait comporter au piston plusieurs faces obliques propres à coagir avec un ou plusieurs orifices d'admission tels que e, ces faces étant établies symétriquement et de manière telle, par rapport à l'axe du piston, que la résul- tante des réactions exercées par le fluide sur ces faces soit dirigée suivant ce même axeo
On prévoitpar exemple, ainsi que représenté, deux faces obliques hl h2 que l'on ménage de part et d'autre d'un plan diamétral du piston, ces faces étant, par exemple, ou bien taillées en sifflet (fig.
4 et 5), cette dispo- sition étant telle qu'il suffise, pour obtenir toute la gamme des variations du régime de la pompe, de faire tourner le pis- ton de 90 , ou bien établies suivant des plans sensiblement perpen- diculaires au plan diamétral séparant les deux faces, les plans de ces deux faces (à supposer qu'elles soient planes) faisant entre eux un angle dont la bissectrice est perpendi- culaire à l'axe du piston,, de aorte que l'on obtient, vis-à- vis de l'orifice (ou des orifices) d'admission, la même obtu- ration que dans le cas d'une face oblique unique, cette der- nière disposition permettant encore, comme le mode de ré-
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alisation des. fig. 1 à 3, une rotation du piston de 1800 en- tre ses positions extrêmes.
Quel que soit le mode de réalisation adopté, on ob- tient bien, dans chaque cas, une pompe dans laquelle on réa- lise l'équilibrage parfait des réactions exercées sur le pis- ton par le fluide sous pression dans le cylindre, et, avantageusement, on combine encore, à ladite pompe, des moyens propres à permettre que la fin du refoulement se produise toujours pour une même position du piston, lesquels moyens on réalise, par exemple, dans chaque cas, en ménageant, sur le piston, une gorge circulaire p, que l'on met en com- munication constante avec l'intérieur du cylindre, par exemple par un canal intérieur % prévu dans le piston (fig. 1 à 3), ou encore par des rainures r ménagées sur les parois de ce dernier (fig.
4 à 7), la susdite gorge étant propre à mettre en communication la capacité du cylindre avec le conduit d'ad- mission., dès l'instant où cette gorge vient en regard de l'o- rifice h, à la fin du refoulement.
On peut donc réaliser, grâce à l'invention, des pompes à piston, plus spécialement des pompes à injection de combustible, présentant, par rapport aux pompes du genre en question déjà existances, de nombreux avantages, notamment, celui de répondre parfaitement aux conditions de fono- tionnement des moteurs à injection de combustible, qui exi- gent une avance à l'admission croissant aveo le débit de com- bustible et avec la vitesse, celui d'assurer, notamment dans les divers modes de ré- alisation représentés sur le dessin, une fin de refoulement constante, celui'd'assurer un équilibre parfait des pressions, et de diminuer, par suite, l'usure du cylindre desdites pompes, celui d'être simples et faciles à construire, les sus- dites faces obliques pouvant aisément être obtenues par un frai sage,
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et celui d'essurer un réglage précis du débit, notamment dans les modes de réalisation représentés fig. 1 à 3 et fige 6 et 7, suivant lesquels le piston peut tourner de 180 environ entre ses positions extrêmes,
Comme il va de soi, et oomme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précèdeo l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été indiqués elle en embrassa, au contraire,, toutes les variantes, notamment celles où le fond du piston comporterait à la fois cer- taines portions inclinées, et certaines portions établies comme à l'ordinaire, et celles où les susdites surfaces obliques, au lieu d'être planes, seraient incurvées.
R É S U M É.
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"Improvements made to piston pumps, in particular to fuel injection pumps for internal combustion engines".
The invention relates to piston pumps, of the kind in which the admission is effected by at least one. an intake orifice capable of being uncovered or covered by the piston in certain parts of its stroke, the bottom of said piston comprising at least one steering surface inclined with respect to its axis, so that, if one provides means to make it possible to impart certain displacements to this piston around its axis, it is possible to vary the moment from which the inlet orifice is blocked, and consequently, to vary the start of the delivery stroke, the end of the delivery remaining, preferably constant;
and it concerns more especially (because o * is in their case that its application seems to have to offer the most interest), but not exclusively, among these
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pumps, those for injecting fuel into the cylinders of internal combustion engines.
Its aim, above all, is to make these pumps such that they respond better than hitherto to the wishes of practice.
It consists, mainly, in arranging in such a way, the pistons of the pumps of the kind in question, that the pressures developed during the delivery in the cylinder, determine reactions on the piston, the result of which is directed appreciably along its axis.
Bile consists, apart from this main provision, of certain other provisions which are preferably used at the same time, and which will be discussed more explicitly below.
It relates more particularly to certain modes of application, as well as certain embodiments, of said provisions; and it relates more particularly still, and this as new industrial products, to the pumps of the type in question comprising application of the same provisions, the special elements specific to their establishment, as well as the assemblies, in particular the internal combustion engines, comprising similar pumps.
And it can, in any case, be clearly understood with the aid of the additional description which follows, as well as the appended drawing, which supplement and drawing are, of course, given above all by way of indication.
Figs. 1 to 3, of this drawing, show, schematically, in elevation and in section by 2-2 and 3-3 fig. 1, part of a pump established in accordance with a first embodiment of the invention.
Figs. 4 and 5 show, schematically, each in section, according to different positions of its piston, a pump of the same type established in accordance with a second embodiment of the invention.
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Finally, figs 6 and 7 show, in perspective and in plan view, this same pump, established according to a variant of the previous embodiment of its piston.
According to the invention, and more especially according to its modes of application, as well as those of the embodiments of its various parts, to which it appears that preference should be given, proposing , for example, to establish a fuel injection pump for internal combustion engines of all kinds, two-stroke or four-stroke (aircraft engines, ships, automobiles, power plants ,, etc.) ,, this is done as follows, or analogously.
Said pump is essentially constituted by means of an elongated piston a, capable of moving in a cylinder b, by being controlled, for example, by a cam c, said cylinder comprising ,, on the one hand, an orifice d , for example in the bottom of the cylinder communicating with the fuel supply port of the cylinder (or cylinders) of the engine, and, on the other hand, at least one side port e, into which opens a supply duct of the combustible.
The bottom of the piston, suitable for coacting with said orifice, is arranged in such a way, that it comprises at least one
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surface of oblique shape with respect to the axis of this piston, zizi so that, if one provides for meansa, te s, ue ame f and rack g, suitable for imparting to this piston certain rotational movements around its axis, and to allow it to occupy different positions around this axis, it is thus possible, depending on the position chosen, to obtain different operating speeds of the pump, for which the start of the discharge stroke occurs sooner or later .
A variable injection pump is thus obtained which meets the requirements of practice, namely, mainly, the need to increase the injection advance when the fuel flow rate increases,
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but which can, in certain cases, in particular in the case where the bottom of the piston is constituted simply by a single face cut in bevel at the end of the cylindrical body constituting said piston, present this drawback that the piston, because of the obliquity of said bottom, exerts exaggerated reactions on some of the cylinder walls which can lead to rapid wear of the cylinder, especially for the high injection pressures required by diesel or semi-diesel type engines.
For the main purpose of overcoming this drawback, said piston, in accordance with the present invention, is arranged in such a manner that the pressures developed in the cylinder during the discharge stroke end on the pressure side. piston reactions whose resultant is directed, substantially, along the axis of the latter.
To this end, one proceeds, for example, among other advantageous ways, in one of the ways which will be indicated.
According to a first embodiment, and in particular in the case where the piston has a single oblique face capable of coacting with a single orifice e, the piston is provided with a cylindrical extension i, of the same diameter as the piston. proper, and connected to the latter using any appropriate means such as a rod j whose section is chosen so as to leave between the walls of the cylinder and said rod a certain annular space k, the entire piston, of the rod, and of the cylindrical extension, being obtained, for example, by turning from a single piece, means suitable for placing the annular space in constant communication with the interior of the cylinder k, means that we realize using, for example,
grooves 1 formed on the walls. of the extension i, and, finally, we arrange in such a way, the faces m and n,
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of this extension, which are respectively in contact with the fluid in the cylinder and in the annular space, which the reactiona generated on these faces and on the aforesaid oblique face h, have a substantially axial resultant, for which, for example, the face m is established perpendicular to the axis of the piston, and the face n parallel to the face h.
A perfectly guided piston is thus obtained, and exerting no oblique reaction on the walls of the cylinder, said piston being able to rotate by approximately 1800 (at most) between its extreme positions corresponding to the strongest and the weakest advance at admission.
According to a second embodiment, shown in two different variants, in FIGS. 4 to 7, the piston is made to comprise several oblique faces suitable for coacting with one or more inlet orifices such as e, these faces being established symmetrically and in such a manner, with respect to the axis of the piston, that the result- aunt of the reactions exerted by the fluid on these faces is directed according to this same axeo
For example, as shown, two oblique faces hl h2 are provided which are left on either side of a diametral plane of the piston, these faces being, for example, or else cut into a whistle (fig.
4 and 5), this arrangement being such that, in order to obtain the whole range of variations in the speed of the pump, it is sufficient to rotate the piston by 90, or else established according to planes substantially perpendicular to the diametral plane separating the two faces, the planes of these two faces (assuming that they are plane) forming between them an angle whose bisector is perpendicular to the axis of the piston, of the aorta that we obtain, with respect to the intake orifice (or orifices), the same obturation as in the case of a single oblique face, this latter arrangement still allowing, like the method of re-
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realization of. fig. 1 to 3, a rotation of the piston of 1800 between its extreme positions.
Whatever the embodiment adopted, a pump is obtained in each case in which the perfect balancing of the reactions exerted on the piston by the pressurized fluid in the cylinder is achieved, and, advantageously, means suitable for allowing the end of the discharge to always occur for the same position of the piston are also combined with said pump, which means are achieved, for example, in each case, by providing, on the piston, a circular groove p, which is placed in constant communication with the interior of the cylinder, for example by an internal channel% provided in the piston (fig. 1 to 3), or else by grooves r formed on the walls of the latter (fig.
4 to 7), the aforesaid groove being suitable for placing the capacity of the cylinder in communication with the inlet duct., As soon as this groove comes opposite the opening h, at the end of the repression.
It is therefore possible, thanks to the invention, to produce piston pumps, more especially fuel injection pumps, exhibiting, compared with pumps of the type in question already in existence, numerous advantages, in particular that of perfectly meeting the conditions. operation of fuel injection engines, which require an advance at the intake increasing with the flow of fuel and with the speed, that to ensure, in particular in the various embodiments shown on the design, a constant discharge end, that of ensuring a perfect balance of pressures, and of reducing, as a result, the wear of the cylinder of said pumps, that of being simple and easy to build, the aforesaid faces obliques which can easily be obtained by spawning,
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and that of ensuring a precise adjustment of the flow rate, in particular in the embodiments shown in FIG. 1 to 3 and freezes 6 and 7, according to which the piston can rotate about 180 between its extreme positions,
As is evident, and as it follows moreover from the foregoing, the invention is in no way limited to that of its modes of application, nor to those of the embodiments of its various parts, having more especially indicated it embraced, on the contrary, all the variants, notably those where the bottom of the piston would include both certain inclined portions, and certain portions established as usual, and those where the aforesaid oblique surfaces , instead of being flat, would be curved.
ABSTRACT.
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