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Pompe à combustible et appareil distributeur combinés Pompe à moteurs à combustion interne
La présente invention a pour objet une pompe à combus- tible et un appareil distributeur combinés pour moteurs à combustion interne du type aménagé pour la manipulation d'un combustible liquide et son débit commandé en quantités égales désirées à plusieurs cylindres de moteur.
L'invention a notamment pour but d'établir un appareil de ce genre dans lequel le combustible est débité de façon commandée par un dispositif actionné mécaniquement aux oana- lisations à combustible menant aux cylindres respectifs du
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moteur, ce dispositif se présentant sous la forme d'une pompe qui, conjointement avec un mécanisme distributeur, exerce à la fois un réglage quantitatif et un réglage de compression sur le combustible, qui se trouve transporté sous pression à la pompe.
Elle vise en outre à établir un appareil dans lequel l'utilisation de soupapes comme dispositifs de réglage d'écoulement aux divers cylindres est évités par l'adoption d'un distributeur qui supprime les inconvénients de com- mande inhérents aux constructions de soupapes et qui assure la distribution de quantités égales de combustible à chacun des cylindres du moteur.
Elle s'étend aussi à une disposi- tion servant à régler le refoulement du piston de la pompe à combustible en faisant varier sa course pour tenir compte du changement des conditions de charge du moteur, cette variation de la course étant assurée à la main, ou par commande desmodromique du régulateur, ou encore par une combinaison de ces deux systèmes, à l'aide d'une disposi- tion des pièces qu'il est impossible de régler à la main, ce qui empêche de façon absolue que l'opérateur abuse du moteur en réglant la course du piston de manière qu'il refoule du combustible au moteur en quantité supérieure à celle qui est nécessaire pour le développement de la force motrice maxima admissible.
L'appareil de l'invention est encore caractérisé en ce que la pompe qui débite du combustible aux canalisations d'injeoteur des cylindres et un dispositif qui à la fois puise du combustible au réservoir de distribution et sert de suralimentateur pour la pompe à combustible sont combinés en un bloc unique, ce qui simplifie de façon correspondante le mécanisme de commande de ces éléments et économise la place occupée. L'invention vise aussi la suppression de toutes les boites à bourrage dans la construction de l'appareil,les
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fuites qui se produisent dans diverses parties du mécanisme servant à graisser les pièces adjacentes et le combustible étant ensuite recueilli pour revenir au réservoir distribu- teur.
Une autre caractéristique consiste, dans l'appareil de ce genre, dans des mécanismes pouvant être commandés automatiquement pour ouvrir et fermer la canalisation de distribution venant du réservoir lors d'un démarrage ou d'un arrêt du moteur, une disposition étant prévue pour préparer l'appareil de façon qu'il assure le démarrage facile du moteur en amorçant les diverses canalisations à combustible afin d'en retirer tout l'air et en engendrant la pression nécessaire sur le combustible dans ces canali- sations.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'in= vention ressortiront de la description qui suit et des dessins annexés, dans lesquels :
La fig. 1 est une coupe verticale de l'appareil de l'in- vention, suivant une ligne brisée, cette figure montrant les positions relatives des diverses pièces.
La fig. 2 est une coupe à plus grande échelle suivant la ligne 2-2 de la fig.l, en regardant dans la direction des flèches, montrant d'une façon générale la commande du distributeur et la manière de relier l'appareil à l'arbre à cames du moteur pour sa commande.
La fig. 3 est une coupe à plus grande échelle de la partie inférieure de l'appareil, tel qu'il est représenté dans la fig.l, montrant la commande des pompes de balayage et à engrènement.
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig.3, en regardant dans la direction des flèches.
La fig. 5 est une coupe à plus grande échelle suivant la ligne 5-5 des figs. 1 et 6, en regardant dans la direction des flèches.
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La fig. 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la fig.
5, en regardant dans la direction des flèches, et montrant la position relative de la pompe à engrènement, qui fonc- tienne comme suralimentateur pour la pompe à combustible décrite ci-après, et le mécanisme servant à ouvrir et fermer automatiquement la canalisation de distribution principale venant du réservoir, suivant le fonctionnement de la pompe à engrènement.
La fig; 7 est une coupe à plus grande échelle de la partie supérieure de l'appareil, vu dans la fig.l,montrant le mécanisme du distributeur et la position relative de la pompe à combustible par rapport à ce distributeur.
La fig. 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la fig.7, en regardant dans la direction des flèches,montrant les positions relatives des divers canaux et conduits du mécanisme distributeur lorsqu'il est dans la position vou- lue pour charger la pompe à combustible.
La fig. 9 est une coupe, correspondant à la fig.8, mais montrant le disque rotatif du mécanisme du distribu- teur tourné dans le sens des aiguilles d'une montre d'un angle de 45 , pour placer les divers canaux et conduits en coïncidence avec une sortie de la pompe à combustible allant à l'une des canalisations d'injecteur conduisant à un cylindre.
Les figs. 10 et 11 sont des coupes verticales suivant les lignes 10-10 et 11-11 de la fig.9, en regardant dans la direction des flèches, et montrant le trajet du combustible après qu'il a été refoulé de la pompe pendant qu'il va à l'une des canalisations d'injecteur.
La fig. 12 est une coupe suivant la ligne 12-12 de la fig.7, en regardant dans la direction des flèches et montrant en plan la face supérieure du disque rotatif du mécanisme distributeur* La fig. 13 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la
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fig.7 en regardant dans la direction des flèches et montrant la position relative des divers orifices et canaux ménagés dans le disque fixe du mécanisme distributeur.
La fig. 14 est une coupe suivant la ligne 14-14 de la fig.l, en regardant dans la direction des flèches, montrant la position relative horizontale et en coupé trans- versale d'une pompe à main et de la soupape d'amorgage.
La fig. 15 est une coupe suivant la ligne 15-15 de la fig. 14, en regardant dans la direction des flèches.
La fig. 16 est une vue d'une partie de l'appareil vu dans la direction de la flèche 16 de la fig, 14.
La fige 17 est un plan de l'appareil vu dans la di- rection de la flèche 17 de la fig.l.
La fig. 18 est une coupe suivant la ligne 18-18 de la fig. l, en regardant dans la direction des flèches, montrant les pièces fixes et tournantes du mécanisme dis- tributeur superposées avec diverses canalisations à combus- tible.
La fig. 19 est une coupe verticale d'un des injecteurs utilisés avec l'appareil perfectionné de l'invention.
La fig. 20 est un plan de l'injecteur représenté dans la fig. 19, en regardant dans la direction de la flèche 20 de cette figure.
La fig. 21 est une coupe verticale d'une partie de l'injecteur, tel que le montre la fig, 19, représentant la manière de recueillir du combustible provenant de fuites de cet injecteur et de ramener ce combustible à l'appareil.
La fig. 22 est une vue en bout d'un type ordinaire de moteur à combustion interne, montrant l'appareil perfeo- tionné appliqué à ce moteur et la transmission du clapet à régulateur et à main pour cet appareil.
10 désigne (fig.22) un moteur à combustion interne ordinaire,plus particulièrement un moteur établi pour
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consommer du mazout ou "fuel oil",ce moteur comportant¯, comme on le voit, quatre cylindres, alimentés chacun par la pompe et l'appareil distributeur de l'invention.
Ce moteur 10 comprend l'arbre à cames habituel 11 (fig.2), tourillonnant à l'une de ses extrémités dans le carter ou boite à manivelles 12 et qui peut être alésé axialement comme indiqué en 13 pour reoevoir une extré- mité d'un arbre de commande 14. L'extrémité indiquée de l'arbre 14 est fendue, comme indiqué en 15, pour recevoir une clavette 16 portée par l'arbre à cames 11, en établis- sant ainsi une liaison de commande entre les arbres 11 et 14. L'arbre 14 sort à l'extérieur de la boite à manivelles 12 et tourillonne près de la fente 15 dans un palier 17 et à son extrémité extérieure ,dans un palier 18, le palier 17 étant supporté dans une enveloppe 19 et le palier 18 dans une plaque 20 formant couvercle, qui est boulonnée sur cette enveloppe.
Près du palier 18, une roue conique 21 est fixée sur l'arbre 14 et engrène avec une roue coni- que 22, fixée à une extrémité d'un arbre 23 de pompe à en- grènement, qui descend suivant une direction inclinée à travers une paroi inférieure de l'enveloppe 19; cet arbre est alors reçu dans un palier prévu dans le corps 24 de la pompe (fig.3).
Le corps 24 de pompe à engrènement est bou- lonné sur l'enveloppe de commande 19 et comporte un prolon- gement 25 en forme de manchon, qui pénètre dans l'enveloppe 19 dans laquelle il fait saillie en passant par une ouver- ture appropriée prévue dans la paroi de l'enveloppe 19 et, à son extrémité intérieure, ce manchon 25 présente un alé- sage de plus grand diamètre pour recevoir un palier 26,qui est placé près de la roue conique 22 et dans lequel tourne l'arbre 23.
Le corps de pompe 24 contient deux mécanismes de pompes à engrènement, qui fonctionnent respectivement comme pompe de balayage servant à recueillir le combustible provenant de
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toutes fuites qui peuvent se présenter dans différentes parties du mécanisme et à ramener ce combustible au réser- voir et comme pompe à engrènement de distribution, dont la fonction consiste à tirer du combustible du réservoir et à le mettre sous une pression prédéterminée en vue de son refoulement à la pompe à piston décrite ci-après. La pompe de balayage comprend une roue dentée 27, fixée sur l'arbre' de commande 23 et engrenant avec une roue dentée
28, fixée à un axe déporté 29, monté à rotation dans le corps de pompe 24 (figs. 3,4 et 5).
De façon analogue, la pompe à engrènement de distribution comporte une roue dentée 30 fixée à l'arbre 23 et qui engrène avec une roue dentée 31, également fixée à l'axe 29, les paires de roues 27, 28 et, 30, 31 constituant les mécanismes de pompe res- pectifs et étant séparés l'un de l'autre par une cloison 32 (fig. 5). En conséquence, ces pompes fonctionnent indé- pendamment l'une de l'autre à la fois sur leurs cotés d'as- piration et 'de refoulement, comme on le verra mieux plus loin.
La roue conique 21, qui est montée sur l'arbre de commande 14, engrène aussi avec une roue conique 33, fixée à l'extrémité inférieure d'un arbre de commande 34 du dis- tributeur (fig.2). Cet arbre 34 tourillonne à son extrémité inférieure, près de la roue dentée 33, dans un palier 35, qui est porté par l'extrémité inférieure d'un manchon 36 qui descend du corps de la pompe à combustible 37, qui est fixé par des boulons sur l'extrémité supérieure de l'enve- loppe 19 du mécanisme (fig.2). L'extrémité inférieure du manchon 36 est fixée en place en l'engageant dans un trou convenable 38, prévu dans l'enveloppe 19, et son extrémité supérieure, qui est au-dessus de la base du corps de pompe 73 présente un alésage de plus grand diamètre pour recevoir un palier 39,
qui forme le support supérieur de l'arbre 34.
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Un collier 40 est fixé sur l'extrémité supérieure de l'arbre 34 et comporte une bride annulaire 41, qui sert de siège à l'extrémité inférieure d'un ressort 42. L'extrémité supérieure opposée de ce ressort prend appui contre une bride prévue sur un disque distributeur tournant 43, la transmission de commande entre le disque distributeur tour- nant 43 et le collier 40 étant assurée au moyen d'une broche d'entraînement 44 (fig.7), de sorte que lorsque l'arbre 34 tourne, il fait tourner le disque 43 afin d'amener les divers orifices et canaux selon la coïncidence nécessaire pour assu- rer une distribution réglée de combustible aux cylindres res- pectifs, comme il sera expliqué ci-après.
Le disque 43 est fermement maintenu appliqué contre le dessous d'une tête de distribution fixe 45, qui est fixée par des boulons sur le corps de pompe 37; la façon dont la broche 44 s'engage dans le disque 43 permet ce résultat pour toutes les conditions de fonctionnement. Le disque 43 et la t'été 45 comportent les divers orifices et canaux mentionnés ci-dessus et qui seront décrits en détail ci-après. La force du ressort 42 est suf- fisante pour assurer que la pression du combustible qui peut régner à tout moment dans les canaux et conduits du disque 43 et de la tête 45 ne soit jamais suffisante pour séparer ae disque et cette tête, parce que leur jonction étroite de rencontre est nécessaire à tous moments afin de permettre le refoulement de quantités exactes de combustible dans les cylindres respectifs du moteur.
Les faces de rencontre du disque 43 ou de la tête 45 peuvent être établies en plomb, bronze, ou en une autre matière appropriée plus molle que l'acier. Cette construction diminue l'usure qui se produirait autrement en ce point en raison des faibles qualités lubrifiantes des mazout ",fuel oil" ou autres combustibles.
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On voit par les figs. 1 et 2 que l'arbre de commande
14 porte une came 46 ayant quatre saillies 47 correspondant au nombre des cylindres du moteur, toutes ces saillies étant disposées à la même distance radiale, en partant du centre de l'arbre. Pendant sa rotation, la came 46 actionne un galet
48 qui est monté à rotation sur un axe 49 monté sur un bras oscillant 50 claveté et serré en 51 et 52 sur un court arbre
53 monté à rotation dans deux des parois latérales opposées de l'enveloppe 19. Le galet 48 est maintenu en prise, de manière à rouler, avec la surface périphérique de la came 46, au moyen d'un ressort 54 dont une extrémité s'applique sur l'extrémité inférieure du bras oscillant 50 et dont l'autre extrémité prend appui contre l'extrémité intérieure d'un bouchon 55 vissé dans la paroi adjacente de l'enveloppe 19.
Entre ses extrémités, l'arbre 53 est fraisé pour former une surface diamétrale plate 56 qui oscille selon la fré- quence établie par la rotation de la came 46. L'extrémité inférieure en forme de nez du bras d'actionnement 57 s'ap puie sur la surface 56 et ce bras est articulé à son extré- mité supérieure, en 58, à un bras oscillant 59, qui est à son tour fixé sur un arbre 60 supporté à l'intérieur de l'en- veloppe 19. L'extrémité'libre du bras oscillant 59 présente un logement 61 (fig.2) destiné à reoevoir l'extrémité infé- rieure en forme de rotule d'une bielle 62, dont l'extrémité supérieure également en forme de rotule vient se placer dans un logement convenable prévu dans un piston 63.
Ce dernier peut prendre des mouvements alternatifs dans un cylindre 64, qui comporte une bride annulaire extérieure 65 près de son extrémité supérieure. Ce cylindre est sup- porté dans la base du corps de pompe 37, au moyen d'un manchon fileté 66 qui entoure ce cylindre et est vissé dans la base dudit corps de pompe, l'extrémité supérieure de ce manchon vissé venant buter contre la bride 65 pour maintenir le cylindre 64 dans la position représentée dans la fig.2.
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Le cylindre 64 descend au-dessous de l'extrémité infé- rieure du manchon 66 afin d'assurer un support approprié au piston 63 qui, à son extrémité inférieure, comporte une bride annulaire extérieure 67 contre laquelle bute l'extrémité inférieure d'un ressort 68, dont l'extrémité supérieure bute contre l'extrémité inférieure du manchon vissé 66.
Le piston 63, le cylindre 64 et les pièces y associées constituent la pompe à combustible de l'appareil, qui fonc- tionne pour mesurer des quantités égales de combustible et les refouler au moment voulu dans les diverses canali- sations d'injecteur menant aux cylindres du moteur. La course de refoulement du piston 63 est assurée directement par le mouvement du bras oscillant 59 et la course de re- tour de ce piston est assurée au moyen du ressort 68. La mesure du combustible parla pompe à combustible est ef- fectuée en faisant varier la course du piston 63, et on va décrire les divers organes auxiliaires à l'aide des- quels ce réglage peut être effectué.
On voit dans la fig. 1 que la mesure de l'actionne- ment vertical du bras 57 dépend de la distance radiale du nez inférieur de ce bras en partant du centre de l'arbre 53, Dans la position du bras 57 qui est représentée, la plus grande amplitude de mouvement possible est donnée à ce bras lorsque l'arbre 53 oscille et, en conséquence, le piston 63 a ainsi sa course de longueur maxima, mais quand le nez inférieur du bras 57 est rapproché du centre de l'ar- bre 53, la course du piston 63 est diminuée progressivement.
Pour servir au réglage de la position du bras 57, c'est-à- dire l'amener dans toute position déterminée et pour main- tenir ce réglage, ce bras porte entre ses extrémités ar- ticulées sur lui une extrémité d'une bielle 69, dont l'es- trémité opposée est établie sous forme de collier à ex-
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centrique pour entourer un excentrique 70 muni d'un bras 71.
L'extrémité libre de ce bras est fixée, pour le commander, à une extrémité d'une barre coulissante 72 qui traverse la paroi adjacente de l'enveloppe 19 et qui est convenable- ment reliée par toute timonerie, telle que la bielle 73 et le levier 74 (fig.22). ce levier étant à son tour conve- nablement relié à tout type convenable de régulateur 75.
Ce dernier est convenablement entraîné par l'arbre à mani- velle du moteur (comme représenté schématiquement dans la fig. 22) de sorte que la vitesse du moteur fonctionnant suivant les principes des régulateurs connus, amène la barre 72 dans toute position prédéterminée au-dessous du réglage de vitesse maximum de régulateur. Ce réglage du régulateur fixe en conséquence la position de l'excentrique 70 et détermine évidemment la distance radiale séparant l'extrémité inférieure du bras 57 du centre de l'arbre 53.
Le type spécifique de régulateur et les transmissions allant à celui-ci ne font pas partie de la présente invention, la fig. 22 ayant simplement pour but d'illustrer schématique- ment les mécanismes de régulateur d'une façon générale,mais on comprendra cependant que la position en bout de la barre 72 et en conséquence de l'excentrique 70 est réglée par le réglage du régulateur. L'excentrique 70 qui peut être appelé l'excentrique du régulateur entoure un clapet excentrique à main 76 (fig.2) tourillonnant dans l'excentrique 70 et dont l'extrémité intérieure est montée dans un palier 77 prévu à l'intérieur d'un trou approprié percé dans l'en- veloppe 19, l'extrémité extérieure dudit clapet excentrique étant clavetée dans un manchon 78 monté à rotation dans la paroi latérale adjacente de l'enveloppe 19.
Le manchon 78 s'étend à l'extérieur de cette enveloppe et un levier 79 peut y être fixé, ce levier servant de levier à clapet.
Les excentriques 70 et 76 peuvent être librement placés
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l'un par rapport à l'autre de façon que la position du bras 57 puisse être réglée indépendamment par l'un ou l'autre excentrique. En conséquence, l'un ou l'autre excentrique peut régler la vitesse du moteur, ou bien la position du bras 57 peut être réglée de façon à 'constituer une fonction des positions relatives des deux excentriques. Par conséquent, la vitesse du moteur peut être réglée du minimum au maximum simplement à l'aide du clapet à main, et l'excentrique du régulateur peut être réglé pour maintenir une vitesse cons- tante du moteur indépendamment du clapet à main ou bien le régulateur peut être réglé à une vitesse qui est inférieure à la vitesse maxima du moteur et, au-dessous de ce réglage, le clapet à main peut régler le moteur.
Lorsque le clapet à main a été amené dans une position qui indique la vitesse réglée par le régulateur, l'excentrique du clapet à main cesse le réglage et l'excentrique du régulateur commence à fonctionner. Cette construction à double excentrique assure une grande marge de conditions de fonctionnement et augmente beaucoup la flexibilité de l'appareil.
Afin d'assurer que la précision du réglage initial du bras 57 demeure non-affectée pendant le fonctionnement du moteur par tout relâchement ou déréglage pouvant exister dans les diverses parties de la timonerie en raison de l'u- sure, il est prévu une tige articulée 158 (fig.l) qui glisse à une extrémité dans un-logement 159 creusé dans le bras 57 et à l'extrémité opposée dans un logement 160 ménagé dans un bloc 161, pouvant coulisser dans un trou 162 traversant la paroi adjacente de l'enveloppe 19.
Le bloc 161 est actionné pour maintenir la tige 158 dans la position représentée,ou dans une position dans laquelle il exerce une pression conti- nua contre l'arbre 57 sous l'action d'un ressort 163 qui, à une extrémité, attaque le bloc et, à l'autre extrémité, la face intérieure d'un chapeau 164, vissé dans le trou 162. Un
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autre dispositif de sûreté est constitue par la tige d'ar- rêt 165, placée dans l'arbre 53 et s'élevant de la surface
56 de cet arbre, près de son centre.
Cette tige ou piton empêche le mouvement du nez du bras 57 pouvant l'amener au delà du centre de l'arbre, qui est la position de la course zéro du piston de la pompe à combustible l'amenant en prise avec la partie de la surface 56 placée-sur le côté opposé de ce centre, mouvement qui dérangerait le réglage du mécanisme.
La description qui précède concerne les principales pièces ou parties de commande de l'appareil,et la manière dont ces parties sont reliées aux diverses canalisations à combustible conduisant à l'appareil ou venant de celui-ci va maintenant *être décrite.
Le combustible est amené du réservoir (non représenté) par une canalisation 80 en passant par un robinet de comman- de 81 qui est à son tour relié par un raccord 82 à l'extré- mité inférieure du corps de pompe à engrenage 24 (figs.1,3, 6). On voit sur cette dernière figure que leraccord 82 distribue le combustible dans un canal 83 qui communique avec un canal 84 présentant un siège de soupape 85. Le canal 84 est fermé lorsque le moteur est à l'arrêt par l'application du clapet 86 contre le siège de soupape 85, ce clapet étant représenté dans la position d'ouverture dans cette figure contre la compression d'un ressort 87 qui est disposé dans un chapeau creux 88 s'étendant à l'intérieur en partant d'une paroi du corps de pompe.
On va maintenant décrire la façon dont le clapet 86 est déplacé de la position fermée à la position ouverte repré- sentée dans la fig. 6, mais en supposant que ce clapet est ouvert, le combustible venant de la canalisation 80 passe par le canal 85 pour être refoulé dans le corps de pompe 24. Après avoir coulé par le canal 84, le combustible passe
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par les canaux 89 et 90 au côté d'aspiration de la pompe à engrènement à combustible, comme indiqué en 91. Le combus- tible refoulé par la pompe à engrènement à combustible est recueilli dans une chambre collectrice 92, qui est en communication par un raccord 93 avec une canalisation 94.
En revenant au clapet 86 et à la façon dont il est ouvert, il faut bien comprendre tout d'abord que ce clapet est prévu dans le but de fermer automatiquement la canali- sation de distribution venant du réservoir principal,lorsque le moteur s'arrête et qu'un dispositif est également prévu pour ouvrir ce clapet automatiquement lorsque le moteur repart. Un piston creux 95 est monté à coulissement dans le corps de pompe 24 à l'alignement axial du clapet 86 et le fond de ce piston étant dirigé vers ce clapet. Un prolonge- ment 96 est prévu sur l'extrémité du clapet 86 et fait sail- lie par l'orifice 84 pour venir en prise avec la face exté- rieure du fond du piston 95, comme le représente clairement la fig. 6.
En conséquence, le mouvement du piston 95 vers le clapet 86 ramène ce dernier à la position d'ouverture contre l'action du ressort 87 et lorsque la force agissant sur le piston 95 a été retirée, le ressort 87 ramène le clapet 86 à la position de fermeture. La jupe du piston 95 comporte plusieurs lumières 97 disposées sur sa circonféren- ce. Certaines de ces lumières sont toujours en communication avec la chambre 92 qui reçoit directement le combustible refoulé par la pompe à engrènement.
En conséquence, en sup- posant que cette partie particulière du piston est remplie de combustible et que le clapet 86 occupe la position de fermeture, il est évident que lorsque la pompe à engrènement est mise en marche, elle produit une aspiration sur la sur- face extérieure du fond du piston et une pression dans la totalité de l'intérieur de ce piston qui est communiquée par les diverses lumières 97. En conséquence, le piston 95 est déplacé pour amener le clapet 86 à la position d'ouverture
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représentée dans la fige 6, après quoi la canalisation de combustible allant au réservoir principal est ouverte et la pompe à engrènement est prête à tirer le combustible de ce réservoir et à le distribuer à la pompe à combus- tible comprenant le piston 63 et le cylindre 64 repré- sentés dans la fig. 2.
Le clapet 86 peut être bloqué de manière positive dans la position d'ouverture en faisant venir en prise avec lui le chapeau vissé 88, comme indiqué en 98; mais, comme mesure de sûreté supplémentaire et afin d'empêcher que des efforts inutiles soient exercés sur les diverses pièces, comme cela pourrait autrement se produire du fait qu'une pression excessive est engendrée contre l'intérieur du piston 95, il est prévu un dispositif spécial pour relâcher automatiquement la pression à l'intérieur du corps de la pompe à engrènement, lorsque cette pression atteint un point prédéterminé.
Entre la pompe à engrène- ment et le piston 95, un piston auxiliaire creux 99 est monté à coulissement dans une partie appropriée 100 de la paroi et il est normalement maintenu appuyé contre un épaulement 101 prévu dans cette partie de la paroi au moyen d'un ressort 102 qui attaque l'extrémité extérieure opposée du piston, ce ressort étant maintenu en place du fait que son autre extrémité vient en prise avec un bou- chon vissé 103 porté par le corps de pompe 24.
Le piston 99comporte dans sa jupe près du fond de ce piston plu- sieurs lumières 104 disposées le long d'une circonférence, qui sont normalement couvertes par la paroi enveloppante 100 formant cylindre, mais qui sont disposées pour être découvertes lorsque le piston 99 a été déplacé d'une dis- tance suffisante contre la compression du,ressort 102 ou
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jusqu'à ce que les lumières aient été amenées derrière 1'.épaulement 105, cas auquel la communication sera établie entre l'intérieur du piston 99 qui communique à tout moment avec la chambre 92, et le canal 90.
Les lumières 104 sont découvertes lorsque la pression prédéterminée du combustible a été engendrée sur le côté de refoulement de combustible de la pompe à engrènement, pression qui a été déterminée par le réglage des divers canaux, après quoi le piston 99 est actionné contre l'action du ressort 102 pour permettre une circulation locale à travers le piston auxiliaire 99 jusqu'au côté d'aspiration de la pompe à engrènement.
En supposant que le clapet 86 est dans la position d'ouverture, du combustible est transporté par la cahali- sation 94 à un manchon de raccord 106 (fig.l) porté par l'extrémité inférieure d'une chambre de pression 107, Le raccord 106 contient une soupape de retenue à boulet 108, qui e,st poussée dans la direction de fermeture contre l'é- coulement normal du combustible par un ressort 109, de sorte que lorsque le moteur est arrêtée le combustible qui peut être contenu dans la chambre 107 y est retenu par la fermeture de la soupape 108 ;
mais il est évident que la pression normale établie dans la canalisation 94 est amplement suffisante pour ouvrir cette soupape. 'Le combustible contenu dans la chambre 107 soulève àun niveau indiqué généralement par 110, l'espace ménagé au- dessus de cette surface sous le bouchon 111 qui ferme l'ex- trémité supérieure de la chambre 107 constituant une chambre à air qui sert aux deux fins de constituer une disposition par laquelle une pression de démarrage appro-
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priée peut être développée initialement dans la canalisa- tion à combustible par un mécanisme de pompe à main,comme décrit ci-après,
et également de ménager une chambre col- lectrice pour les bulles d'air qui peuvent être entraînées dans le combustible quand il est refoulé dans la pompe à engrènement. Le tuyau de sortie 112 de la chambre 107 est disposé dans cette chambre co-axialement à celle-ci d'une façon générale sur toute sa longueur, sauf à l'extrémité - inférieure où elle est déportée comme indiqué en 113, de manière que l'entrée de ce tuyau ne soit pas directement en face du canal d'admission 114 prévu dans le bouchon 115 qui ferme l'extrémité inférieure de la chambre 107. Il ressort de ce qui précède que le combustible, après être entré dans la chambre 107, s'élève dans cette chambre et est ensuite littéralement chassé vers le bas par la pression exercée sur la surface 110 pour être finalement refoulé vers le haut par le tuyau 112.
Le combustible refoulé de la chambre 107 est conduit par un raccord 116 en T, dont un bras peut être relié à un manomètre convenable 117 et l'autre bras à un tuyau 118 conduisant à un raccord en T renversé 119. La branche verticale du raccord 119 est reliée par un tuyau 120 à un robinet d'arrêt 121 qui est vissé dans la tête de distributeur fixe 45 (figs. 1 et 7). Le canal formé à l'intérieur du robinet d'arrêt 121 communique avec un canal vertical 122 (fig.7) qui descend jusqu'en dessous ou sur le dessous ou surface inférieure de la tête 45, où il vient aboutir contre le dessus du disque distri- buteur tournant 43. Un canal courbe déporté 123 relie le canal 122 avec la branche extérieure du canal 124 en
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forme d'U prévu dans le disque tournant 43, lorsque ce dernier est dans la position représentée dans les figs. 7 et 8.
Le disque 43 comporte quatre de ces canaux 124 dis- posés perpendiculairement les uns aux autres pour un but expliqué ci-après.
Dans la position du disque 43 représentée dans la fig.
7, la branche intérieure du canal 124 vient coincider avec la branche intérieure du canal 125 en forme d'U renversé prévu dans la tête 45 et la branche extérieure de ce canal 125 communique en permanence avec un canal vertical 126, qui descend à travers la paroi verticale de l'enveloppe 37 du distributeur et qui est relié au moyen d'un canal sen- siblement horizontal 127, comme représenté clairement dans les figs. 1, 7 et 14, avec l'extrémité supérieure du cylin- dre 64 de la pompe à combustible.
Dans la position des di- verses pièces représentée dans les figs. 1 et 7, il est évident que la distribution de combustible communique direc- tement avec le cylindre de pompe à combustible et comme les divers canaux contenus dans le disque distributeur tournant et la tête fixe viennent en coïncidence pour assurer ce résultat au même moment où le piston 63 de la pompe à combustible commence sa course de retour, comme indiqué par la position relative du galet 48 par rapport à la saillie de came 47 (fig.l), la pression de combustible engendrée par la pompe à engrènement dans la canalisation conduisant au robinet d'arrêt 121 a pour effet qu'une certaine quantité de combustible est conduite à l'intérieur du cylindre de la pompe à combustible, le courant général étant indiqué par les diverses flèches dans la fig. 7.
On peut maintenant expliquer facilement le but primor- dial de la pompe à engrènement à combustible. Etant données les grandes vitesses,de travail habituelles des moteurs,la rapidité des mouvement$ alternatifs du piston de pompe 63
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empêcherait pratiquement qu'il fût possible de charger la pompe à piston de combustible par simple gravité ou sous une pression pouvant exister ordinairement dans le réser- voir principal. En conséquence, la pompe à engrènement à combustible a été établie pour fonctionner d'une façon gé- nérale comme dispositif suralimenteur pour la pompe à piston à combustible, en assurant ainsi de manière comman- dée le remplissage complet du cylindre de pompe 64 à tou- tes les vitesses de mouvement du piston de pompe 63,quelle que soit la vitesse du moteur.
Il est maintenant nécessaire de distribuer la charge de combustible contenue dans la pompe à combustible à l'une des canalisations d'injecteur conduisant aux cylindres du moteur et on va maintenant décrire la façon d'accomplir cette distribution. On voit dans la fig. 12 que le disque rotatif 43, outre qu'il comporte quatre canaux 124 en forme d'U, comprend aussi un canal continu 128 disposé en carré à l'intérieur du disque 43 sous sa surface supérieure, comme représenté dans la fig. 7. Les angles de ce carré 128 sont écartés de 90 les uns des autres par rapport au sens de rotation du disque 43 et ils sont écartés de 45 des canaux 124.
Les canaux 124 et les angles du canal 128 se succèdent donc en alternant les uns après les autres autour du disque 43 ; les angles du canal 148 sont également disposés à la même distance radiale du centre du disque que les branches intérieures des canaux 134 dans un but indiqué plus loin.
Chaque angle du canal 128 communique avec la face supérieure du disque 43 par un canal 129 (fig. 7). Le canal 128 communique aussi avec un canal vertical auxiliaire 130 dispsé sur le même rayon que le canal 131 représenté dans la fig. 7, mais qui est placé plus près du centre de rotation du disque 43 que la branche intérieure du canal 124. Il est prévu à l'in- térieur de la tête fixe 45 plusieurs canaux verticaux 131,
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dont chacun communique avec une tuyauterie d'injection 132 menant à l'un des cylindres du moteur. La position relative des canaux 131 les uns par rapport aux autres est claire- ment représentée dans la fig. 13 et on remarque qu'ils sont disposés également à 90 les uns des autres suivant l'axe vertical de la tête, qui coïncide avec l'axe de ro- tation du disque 43.
De plus, la distance séparant chaque canal 131 de cet axe est exactement égale à la distance radiale séparant le canal 130 de l'axe de rotation du disque 43.
De la description qui précède et en considérant le nombre total de canaux ménagés dans le disque 43 et la tête 45, il ressort que pendant la rotation de ce disque, les canaux 124 sont amenés en regard successivement des canaux 122 et 125, la pompe à combustible étant chargée à ce moment comme décrit ci-dessus. Aux moments où les canaux viennent successivement en regard, les autres canaux du disque 43 sont masqués par le dessous de la tête 45.
Lorsque le disque 43 tourne de la position représentée dans les figs. 7 et 12 à la position représentée dans la fig. 9, ce qui constitue une avance angulaire de 45 , l'un des conduits verticaux 129 est amené en regard de la branche intérieure du canal 125, le canal 124 ayant à ce moment ses deux branches complètement masquées par la tête 45. En conséquence, la communication est établie entre le cylindre 64 de la pompe à combustible et le canal carré 128 par les canaux 126, 125, 129 successivement.Au moment où les canaux 125 et 129 viennent en regard, le canal vertical déporté 130 vient coïncider avec l'un des canaux 131 en complétant ainsi la communication entre le cylindre de la pompe à combustible et la tuyauterie d'injecteur 132 en question.
Etant donnée la section limitée des divers canaux et la vitesse de rotation du disque 43, le temps nécessaire doit être fourni pour assurer la transmission des quantités n
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nécessaires de combustible pendant que les canaux de ce dis- que coïncident avec les canaux de la tête 45. Cette condi- tion est remplie en allongeant les canaux 123 en direction négative, comme indiqué en 207 dans les figs. 8,9 et 13, en formant deux rainures disposées en face à l'endroit où se termine le canal 125 dans la face de la tête 45, à la même distance radiale que ce canal, comme indiqué en 308 dans ces figures et en formant des rainures analogues 209 dans le disque 43, qui sont disposées de façon similaire par rapport au canal 130 comme représenté dans ces figures.
En conséquen- ce, le combustible commence à couler avant et continue à coiler pendant un temps limité après le moment où les canaux indiqués viennent en coïncidence mathématique, ce qui donne le temps nécessaire.
L'établissement de la communication entre le canal 128, d'une part, avec la pompe à combustible et, d'autre part, avec l'une des tuyauteries d'injecteur se produit simultané- ment au commencement de la course de refoulement du piston 63 de la pompe à combustible qui refoule ensuite le combus- tible dans la tuyauterie d'injecteur 132; ce refoulement du combustible est indiqué d'une façon générale en ce qui concer- ne son passage par les divers canaux par les flèches des figs.
10 et 11. Les refoulements ou décharges successifs de la pompe à combustible sont effectués de la même manière qu'in- diqué ci-dessus, le canal 130 venant successivement en regard avec l'un des canaux 131 et l'un des canaux d'injecteur 129 venant simultanément en coïncidence avec la branche inté- rieure du canal 125, la rotation du disque 43 se faisant à la vitesse de l'arbre à came et en conséquence en synchronisme avec lesmouvements alternatifs du piston de la pompe à com- bustible.
On voit dans la fig. 19 que la charge de combustible qui a été refoulée dans la tuyauterie d'injecteur 132 est condui- te par un raccord approprié 133 pouvant comporter une soupape A,
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de retenue à boulet 134 normalement appliquée sur son siège en position de fermeture par un ressort 135, mais qui peut être soulevée de son siège par la pression établie dans la tuyauterie d'injecteur. Le combustible passant par la soupape 134 entre dans une chambre 136 ménagée dans l'injecteur 137, qui est montée de toute manière appropriée sur le cylindre 138 du moteur, le prolongement 139 de cet injecteur faisant saillie à l'intérieur de ce cylindre de la façon habituelle.
De la chambre 136, le combustible continue à descendre par un canal 140 ménagé dans le prolongement 139, puis il passe par la soupape de retenue à boulet normalement fermée 141 jusqu'à ce qu'il atteigne finalement par des conduits ap- propriés l'extrémité inférieure d'une chambre 142.qui est formée lorsque le piston d'injection 143 est dans la posi- tion relevée représentée dans la fig. 19.
La charge de combustible est refoulée dans la chambre 142 lorsque la pression dans la chambre et l'espace de combustion du cy- lindre du moteur est relativement basse, comme pendant la course d'aspiration*Le piston 143 est actionné pour le pousser vers le bas par un dispositif approprié(non repré- senté), au moment voulu pour refouler le combustible par de petits orifices 144 dans l'espace de combustion, comme cela a été décrit plus complètement dans le brevet belge N 327012, déposé le 25 Juin 1925.
Habituellement une certaine fuite de combustible se produit le long du piston 143 et l'un des buts de la pré- sente invention est de recueillir ce combustible et de le ramener au réservoir principal. En se reportant à la fig.21, on voit que le piston 143 est prolongé vers le haut et que sa tête est logée dans un couvercle 145 fixé par serrage sur le corps 137 de l'injecteur. L'intérieur du couvercle 145 communique cependant au moyen d'un canal 146 avec un raccord 147 vissé dans le corps de l'injecteur et portant une tuyauterie 148 qui ramène à l'enveloppe 19 du mécanisme (fig.l).
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Le combustible qui fuit le long de la tige du piston 143 est en conséquence recueilli dans le couvercle 145 et ramené finalement à l'enveloppe 19 du mécanisme par les divers canaux et tuyauteries indiqués ci-dessus. Le combustible provenant des fuites en cet endroit, ainsi que des fuites se produisant à la pompe à combustible, aux disques dis- tributeurs et éventuellement à la pompe à engrènement à combustible est recueilli dans l'enveloppe 19 du mécanisme au bas de celle-ci, où il peut s'élever au niveau maximum indiqué par le trou de vidange 149. Le trou de vidande 149 est placé dans l'une des parois latérales de l'enveloppe 19 près de la came 46 et il communique à l'extérieur de cette paroi au moyen d'un conduit 150 avec une chambre 151 ménagée entre l'enveloppe du mécanisme et le corps de la pompe à engrènement.
Si rien n'était prévu pour évacuer régulièrement ce combustible accumulé de la chambre 151, il atteindrait éventuellement un niveau auquel il s'infil- trerait le long de l'arbre 14 et tomberait dans la botte à manivelle 12, où il diluerait l'huile de graissage du moteur. La pompe de balayage est prévue pour éviter cela et, dans ce but, le côté d'aspiration de cette pompe communique avec la chambre 151 par le canal 152 (fig.l) et le combus- tible refoulé par cette pompe est envoyé à un tuyau 153 comportant une soupape de retenue 154, de construction cou- rante, ce tuyau ramenant le combustible recueilli provenant des fuites au réservoir principal. La soupape de retenue 154 est établie comme dispositif de sûreté, en particulier lorsque le réservoir principal est placé plus haut que la pompe.
Dans ces conditions, lorsque le moteur est arrêté, la soupape de retenue 154 empêche que le réservoir princi- pal se vide dans l'enveloppe 19 du mécanisme. A titre de sécurité supplémentaire contre le défaut de fonctionnement possible de la soupape d'arrêt dans ces conditions, une disposition a été prévue pour empêcher l'accumulation de com- a
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bustible dans la chambre 151 au-dessus d'un niveau prédé- 'termine. A cet effet, la chambre 151 communique par un canal 155 avec une ouverture de vidange convenable 156 qui, à son tour, communique avec un tuyau indicateur 157 descen- dant à travers la partie inférieure de l'enveloppe 19 du mécanisme.
Cette disposition, comprenant ces tuyaux,l'ouver- ture de vidange et le conduit, est représentée schématique- ment dans la fig. 1. Le tuyau indicateur 157 fonctionne en conséquence pour empêcher d'une manière positive une accumu- lation excessive de combustible dans l'enveloppe 19 du mé- canisme qui, comme on l'a indiqué ci-dessus, se déverserait autrement dans la boite à manivelle du moteur, ce qui di- luerait l'huile de graissage dans une mesure dangereuse;le tuyau 157 sert, en outre, comme regard pour se rendre compte de l'état à l'intérieur du mécanisme, de façon que le conduc- teur puisse apporter toute modification nécessaire à cet état.
La description qui précède concerne le fonctionnement normal du mé canisme; parmi ses nombreux avantages, on peut signaler d'une façon toute particulière l'alimentation com- mandée de la pompe à combustible par la pompe à engrènement en combustible sous pression, ce qui assure le refoulement de quantités égales de combustible aux divers cylindres, la manière de faire varier la course du piston de la pompe à combustible de façon à faire varier également la quantité des charges de combustible distribuées aux cylindres du mo- teur, la fermeture automatique de la canalisation à combus- tible venant du réservoir principal qui s'opère rapidement lors d'un arrêt du moteur, la simplicité des diverses trans- missions de commande des diverses pompes et du distributeur,
l'absence de presse-étoupe dans tout le mécanisme et les dispositions prévues pour recueillir le combustible provenant de faites et le ramener au réservoir principal, ainsi que les nombreuses caractéristiques de sécurité qui ont pour
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effet d'empêcher de façon positive l'infiltration de com- bustible dans la boite à manivelle du moteur.
On peut encore remarquer, comme avantage secondaire de l'appareil, que le disque distributeur tournant sert à deux fins, à savoir comme soupape pour la pompe à combustible et également comme distributeur de combustible pour relier la pompe avec les di- vers cylindres du moteur au moment convenable, la pompe à combustible étant alors chargée et refoulant ce combustible à travers le mécanisme distributeur constitué par le disque tournant et la tête fixe. Le procédé pour faire varier la course du piston de la pompe à combustible en utilisant le dou- ble excentrique empêche d'une façon absolue l'allongement de la course du piston de la pompe au delà de la course maximum permise par les timoneries.
Le combustible refoulé lorsque le piston de la pompe effectue sa course maximum est tout juste suffisant pour donner au moteur sa puissance maximum et, comme cette course ne peut pas être augmentée, quelles que soient les circonstances, le conducteur n'est, en conséquence, pas en mesure de pousser le moteur au-delà de la force pour laquelle il a été calculé.
Dans les appareils de ce genre, il est important d'é- tablir un mécanisme qui puisse fonctionner sous d'autres conditions que les conditions de marche normale et notamment de prévoir des dispositifs qui puissent être commandés pour amorcer les diverses tuyauteries d'injecteur allant aux cy- lindres avant le démarrage et qui puissent également fonc- tionner pour engendrer une pression de démarrage appropriée dans les canalisations de combustible du système, dans le but d'assurer un démarrage rapide et facile. Dans le cas présent, ces deux conditions ont été remplies par l'adoption d'une pompe à main unique qui est portée en permanence par l'appareil et qui peut être reliée à commande aux éléments nécessaires de cet appareil pour obtenir les résultats qui
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viennent d'être signalés. On va décrire ce mécanisme.
En se reportant aux figs. 1, 14 et 15, on verra que la base de l'enveloppe 37 du distributeur comporte un canal horizontal 168, dans lequel est montée de façon à coulisser une extrémité d'un piston plongeur 169 dont l'autre extrémité fait saillie à l'extérieur de cette base dans une enveloppe 170. L'extrémité extérieure du piston 169 est libre et entou- rée par un ressort 171 qui prend appui à son extrémité exté- rieure contre la face d'extrémité de cette enveloppe et à son extrémité opposée contre un collier 172 prévu sur ledit pis- ton plongeur.
Un second collier 173 est également fixé sur ce plongeur à une certaine distance axiale du collier 172 et les faces se regardant de ces deux colliers sont en prise avec le nez arrondi d'un bras 174 qui descend d'un pivot 175 monté sur le coté supérieur de l'enveloppe 170, ce bras 174 étant à son tour relié à un levier à main 176, à l'aide du- quel on peut imprimer des mouvements de va-et-vient au plon- geur 169 dans l'enveloppe 170 dans un but indiqué ci-après.
Normalement le ressort 171 maintient le levier à main 176 dans la position représentée dans la fige 1 et l'enveloppe , 170 est fixée dtune manière appropriée à la base de l'envelop- pe 37 du distributeur. L'ensemble du plongeur 169 et des or- ganes de commande y associés est appelé ci-après la pompe à main.
L'alésage 168 dans lequel s'engage le plongeur est en communication avec une cavité 176 par un canal 177 qui est normalement fermé vers le conduit venant de la pompe à main par une soupape de retenue à boulet 178, qui est maintenue dans la position de fermeture par un ressort 179, dont l'au- tre extrémité prend appui contre l'extrémité inférieure d'une tige 180 vissée dans la cavité 176. Cette tige 180 est elle- même alésée pour présenter intérieurement une chambre 181 qui communique à une extrémité avec le raccord en T renversé 119 et à l'extrémité opposée avec un canal 182 qui descend à l'in-
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têrieur de cette tige pour communiquer avec la cavité 176.
Une soupape de retenue à boulet 183 ferme normalement l'ex- trémité de communication du canal 182 avec la chambre 181 et cette soupape est normalement maintenue dans la position de fermeture de ce canal, c'est-à-dire vers la pompe à main par un ressort 184, dont l'autre extrémité prend appui contre un bouchon 185 vissé dans l'extrémité supérieure de la tige
180.
Sur le coté de refoulement du canal 177 ou au-dessus de la soupape 178 (figs. 1 et 15) la cavité 176 communique par un canal 186 avec une cavité 186a (figs. 1 et 14) disposée près de l'extrémité supérieure du cylindre de la pompe à com- bustible. Cette dernière cavité communique à son tour avec l'espace ménagé au-dessus de ce cylindre par un canal 187 et la communication de la cavité 186a et du canal 187 forma un siège de soupape 188 qui est fermée pendant le fonctionne- ment normal du moteur par l'extrémité pointue d'une soupape d'amorçage 189. Cette soupape 189 comporte une tige appro- priée 190 qui est vissée dans la base de l'enveloppe 37 du distributeur et qui fait saillie à l'extérieur de cette enve- loppe pour recevoir une poignée 191 permettant de l'amener de la position de fermeture à la position d'ouverture et vice. versa.
Un bourrage 192 entoure la tige de la soupape d'amor- çage à l'intérieur de la base de l'enveloppe du distributeur et empêche efficacement l'infiltration de combustible le long de la tige de soupape.
Il ressort clairement de la description qui précède que l'on peut mettre la pompe à main en communication directe avec la pompe à combustible et également par le raccord 119 avec le mécanisme distributeur et la chambre à pression 107.
La pompe à main est également utilisée pour remplir au début le système de combustible et, dans ce but, elle doit être mise en communication directement avec le réservoir principal.
On va décrire les divers éléments par lesquels ce résultat est obtenu.
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En se reportant aux fics, 1, 14,15 et 16 , on verra que l'alésage 168 dans lequel le piston plongeur 169 de la pompe à main exécute ses mouvements de va-et-'vient est en communication par un canal 193 avec une cavité 194 fermée par un bouchon 195 vissé dans la base de l'enveloppe 37 du distributeur. Dans cette base, le bouchon 195 comporte un évidement annulaire 196 qui communique avec la cavité 194 par plusieurs canaux 197 convergeant pour former un canal unique 198 qui conduit dans la cavité 194 (fig.15). La jonction dû canal 198 avec la cavité 194 forme un siège de soupape qui est normalement fermé vers la pompe à main par une soupape de retenue à boulet 199 qui est soulevée de son siège pendant la course d'aspiration de la pompe à main.
On voit dans la fig. 14 que l'évidement annulaire 196 com- munique par un canal 200 avec une extrémité d'un raccord 201 vissé dans la base de l'enveloppe 37 du distributeur et qu'à ce raccord est fixée une extrémité d'une tuyauterie 202, dont l'autre extrémité est fixée à un raccord 203 vissé dans le corps 24 de la pompe à engrènement (fig.l), immédiatement à côté du point où le raccord 82 est fixé dans ce corps de pompe. En conséquence, lorsque la soupape 81 est ouverte,on peut faire fonctionner la pompe à. main pour tirer du combus- tible par la tuyauterie 202 (fig.14), même en supposant que la soupape 86 (fig.l) puisse être dans la position de ferme tore.
On utilise la pompe à main lorsqu'on met une première fois le moteur en marche , soit lorsque le moteur est neuf, soit après une vérification ou réparation comportant le dé- montage des diverses places et le rôle de cette pompe est d'amorcer les diverses tuyauteries à combustible de l'appa- reil, ainsi que la pompe à combustible intercalée dans ces tuyauteries et également d'établir une pression de démarrage dans les diverses tuyauteries qui corresponde à la pression normalement engendrée par le fonctionnement de la pompe à
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engrènement pendant la marche du moteur. Dans l'amorçage des diverses canalisations à combustible de l'appareil, on suppose que la soupape 81 est ouverte et que la soupape 86 est fermée.
En conséquence, lorsqu'on imprime des mouvements de vaet vient à la pompe pendant chaque course d'aspira- tion de cette pomper elle tire du combustible du réservoir principal par la tuyauterie 202 dans la cavité 194, la soupape 199 étant soulevée de son siège pendant cette course de la pompe. Pendant le refoulement de la pompe à main, en supposant que la soupape d'amorçage 189 est ouverte, la sou- pape 199 est fermée par la pression produite par la pompe, ce qui empêche le retour du combustible dans le réservoir principal et la soupape 178 est ouverte contre la pression du ressort 179, en établissant ainsi la communication entre la pompe d'amorçage et la pompe à combustible, par les canaux 186 et 187.
En supposant également que le disque distribu- teur tournant 43 a été amené dans la position représentée dans la fig. 9, la pompe à combustible se trouve mise en com- munication avec l'une des tuyauteries d'injecteur conduisant aux cylindres du moteur et, en conséquence, lorsque la pompe à main refoule la pompe à combustible, les canaux et canali- sations partant de cette pompe, ainsi que l'injecteur parti- culier, sont complètement amoroés avec du combustible.
Dans la position du disque tournant 43 indiquée, il est évident que la communication à travers la tête fixe 45 avec la pompe à combustible est coupée pour les raisons indiquées ci-des- sus, de sorte que la pression de retour établie de ce fait empêche efficacement le passage de combustible au tuyau 120 par la soupape 183, bien qu'une certaine partie du combus- tible puisse passer par le tuyau 118 à la chambre de pression 107.Le fonctionnement qui précède est répété jusqu'à ce que' chacune des tuyauteries d'injecteur et chacun des injecteurs soient amorcés complètement avec du combustible, le disque tournant 43 étant tourné à chaque fois pour assurer la coînci-
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denoe nécessaire des divers canaux et conduits dans ce but, après quoi la soupape d'amorçage 189 est fermée.
Il est maintenant nécessaire d'établir une pression de démarrage prédéterminédans les tuyauteries à combus- tible de l'appareil; ce résultat est également obtenu en faisant fonctionner la pompe à main. Sauf en ce qui concerne la fermeture de la soupape d'amorçage 189, les autres élé- ments de l'appareil conservent leur position indiquée.
Comme précédemment, pendant chaque course d'aspiration de la pompe à main, du combustible est aspiré par la canalisation 202 dans l'alésage 168 de la pompe et pendant la course de refou- lement de celle-ci ce combustible soulève la soupape 178 de son siège pour établir la communication avec la chambre 176. Etant donné que la soupape d'amorçage 189 est fermée, le combustible refoulé par la pompe à main est obligé de passer par le canal 182 pour soulever également la soupape 183 de son siège et permettre ainsi au combustible de passer par la canalisation 118 dans la chambre de pression 107. Le refoulement du combustible de la chambre 107 par le canal 114 est empêché par la soupape de retenue 108, de sorte que la pompe à main,
peut être actionnée jusqu'à ce que la pres- sion déterminée soit engendrée dans ladite chambre, suivant les indications du manomètre 117
Etant donné que la pompe à main ne communique pas di- rectement avec la pompe à engrènement à combustible, elle n'est pas en mesure d'amorcer cette dernière avec du combus- tible ; pour faire cet amorçage, en supposant que l'on fasse démarrer le moteur pour la première fois, on fait tourner le moteur avec le démarreur, et le piston 95 (figs. 1 et 6) est actionné à la main à l'aide du plongeur 204 monté de -façon coulissante dans un chapeau 205 vissé dans le corps 24 de la pompe à engrènement, sensiblement à l'alignement axial de ce piston.
L'extrémité intérieure du plongeur 204 porte une tête 206 qui attaque la face intérieure du piston
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95 pour actionner de cette façon ce piston dans le sens voulu pour ouvrir la soupape 86, Le plongeur 204 est maintenu dans la position indiquée jusqu'à ce que du combustible en courant continu apparaisse au robinet d'ar- rt 121 qui a été ouvert ou retiré dans ce but de la tête fixe 45. Le plongeur 204 est ensuite lâché pour le laisser revenir à la position représentée dans la fig. 6 sous l'ac- tion du ressort 207, qui entoure ce plongeur à l'intérieur du chapeau 205, ce ressort prenant appui à son extrémité inférieure contre un épaulement 208 prévu dans l'alésage de ce chapeau et à l'extrémité opposée contre la tête ex- térieure du plongeur 204.
Lorsque le robinet d'arrêt 121 est refermé ou remis en place sur la tête 45, le moteur est prêt à démarrer parce que tous les éléments de travail de l'appareil, y compris les tuyauteries d'injecteur et les injecteurs ont été complètement amorcés avec une quan- tité appropriée de combustible exempt de toutes bulles d'air et que la pression de démarrage nécessaire a été produite sur le combustible contenu dans ces canalisations par la pompe à main.
En général, il suffit d'utiliser le plongeur 204 commandé par la pompe,sous les conditions indiquées, parce que dans le fonctionnement normal du moteur, les divers éléments du système sont habituellement remplis de combustible, de sorte que lorsqu'on fait démar- rer le moteur, une pression suffisante existe derrière le piston 95 pour ouvrir rapidement la soupape 86 disposée dans la canalisation principale venant du réservoir. Il y a lieu de remarquer également que pendant la marche normale du moteur, la pompe à main et le système local y associé sont complètement isolés du reste de l'appareil, la soupape d'amorçage 189 étant fermée et la soupape de retenue 183 forçant le combustible à passer de la canalisation 118 directement dans la canalisation 120 placée sur son trajet
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pour se rendre au mécanisme distributeur.
En gênerai, la pompe et l'appareil distributeur décrits dans ce qui précède sont établis pour fonctionner à une pression relativement basse paroe qu'il est envisagé de les régler par rapport à l'arbre à manivelle du moteur, de façon à distribuer du combustible à chaque injecteur pendant la course d'aspiration du piston pour le cylindre particulier de cet injecteur. Ceci permet de construire l'appareil en faisant certaines économies en ce qui con- cerne le poids des pièces et la sensibilité des divers éléments à la commande.
Bien qu'on ait représenté un groupe d'éléments et une combinaison de ceux-ci matérialisant la pompe à combus- tible et l'appareil distributeur pour moteurs à combustion interne de l'invention, il est évident que ce n'est là qu'un simple exemple de réalisation, qui ne limite aucune- . ment la portée de l'invention et que de nombreuses modifi- cations peuvent être apportées à la construction décrite en appliquant les principes de l'invention et sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS
1.- Un système distributeur pour moteurs à combustion interne comportant une pompe pour refouler du combustible aux divers cylindres du moteur, comprenant un dispositif pour charger la pompe à combustible de combustible sous pression et un dispositif distributeur qui règle la charge de cette pompe de distribution, de même que la quantité refoulée par celle-ci aux cylindres respectifs du moteur.
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Combined fuel pump and dispensing device Pump with internal combustion engines
The present invention relates to a combined fuel pump and distributor apparatus for internal combustion engines of the type arranged for the handling of liquid fuel and its controlled flow rate in desired equal quantities to several engine cylinders.
The object of the invention is in particular to establish an apparatus of this type in which the fuel is delivered in a controlled manner by a mechanically actuated device to the fuel oana- lizations leading to the respective cylinders of the cylinder.
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engine, this device being in the form of a pump which, together with a distributor mechanism, exerts both a quantitative control and a compression control on the fuel, which is transported under pressure to the pump.
It further aims to establish an apparatus in which the use of valves as flow control devices to the various cylinders is avoided by the adoption of a distributor which eliminates the control disadvantages inherent in valve constructions and which ensures the distribution of equal amounts of fuel to each cylinder of the engine.
It also extends to an arrangement serving to adjust the delivery of the piston of the fuel pump by varying its stroke to take account of the change in the load conditions of the engine, this variation of the stroke being ensured by hand, or by desmodromic control of the regulator, or alternatively by a combination of these two systems, using a layout of the parts which cannot be adjusted by hand, which absolutely prevents the operator from abuses the engine by adjusting the stroke of the piston so that it delivers fuel to the engine in a quantity greater than that necessary for the development of the maximum admissible motive force.
The apparatus of the invention is further characterized in that the pump which delivers fuel to the injector pipes of the cylinders and a device which both draws fuel from the distribution tank and serves as a supercharger for the fuel pump are combined in a single block, correspondingly simplifying the operating mechanism of these elements and saving the space occupied. The invention also aims to eliminate all jam boxes in the construction of the device,
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leaks that occur in various parts of the mechanism used to lubricate adjacent parts and the fuel is then collected to return to the distributor tank.
Another feature is, in the apparatus of this kind, mechanisms which can be automatically controlled to open and close the distribution line coming from the tank when the engine is started or stopped, an arrangement being provided for preparing the apparatus so that it ensures easy starting of the engine by priming the various fuel lines in order to remove all the air therefrom and by generating the necessary pressure on the fuel in these lines.
Other objects, characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description and the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a vertical section of the apparatus of the invention, taken along a broken line, this figure showing the relative positions of the various parts.
Fig. 2 is a section on a larger scale taken along line 2-2 of fig. 1, looking in the direction of the arrows, generally showing the control of the distributor and the manner of connecting the apparatus to the shaft engine cams for its control.
Fig. 3 is a sectional view on a larger scale of the lower part of the apparatus, as shown in fig.l, showing the control of the sweeping and meshing pumps.
Fig. 4 is a section taken on line 4-4 of fig.3, looking in the direction of the arrows.
Fig. 5 is a section on a larger scale taken along line 5-5 of FIGS. 1 and 6, looking in the direction of the arrows.
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Fig. 6 is a section taken along line 6-6 of FIG.
5, looking in the direction of the arrows, and showing the relative position of the gear pump, which functions as a supercharger for the fuel pump described below, and the mechanism for automatically opening and closing the distribution line main from the reservoir, depending on the operation of the gear pump.
Fig; 7 is a section on an enlarged scale of the upper part of the apparatus, seen in fig.l, showing the mechanism of the distributor and the relative position of the fuel pump with respect to this distributor.
Fig. 8 is a section taken on line 8-8 of Fig. 7, looking in the direction of the arrows, showing the relative positions of the various channels and conduits of the dispensing mechanism when in the desired position to charge the pump. fuel.
Fig. 9 is a section, corresponding to Fig. 8, but showing the rotating disc of the distributor mechanism turned clockwise through an angle of 45, to place the various channels and conduits in coincidence with an outlet of the fuel pump going to one of the injector pipes leading to a cylinder.
Figs. 10 and 11 are vertical sections taken along lines 10-10 and 11-11 in fig. 9, looking in the direction of the arrows, and showing the path of the fuel after it has been discharged from the pump while it goes to one of the injector lines.
Fig. 12 is a section taken along line 12-12 of fig.7, looking in the direction of the arrows and showing in plan the upper face of the rotating disc of the distributor mechanism * Fig. 13 is a section taken on line 8-8 of the
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fig.7 looking in the direction of the arrows and showing the relative position of the various orifices and channels made in the fixed disc of the distributor mechanism.
Fig. 14 is a section taken on line 14-14 of Fig. 1, looking in the direction of the arrows, showing the relative horizontal and cross-sectional position of a hand pump and the priming valve.
Fig. 15 is a section taken along line 15-15 of FIG. 14, looking in the direction of the arrows.
Fig. 16 is a view of part of the apparatus seen in the direction of arrow 16 in FIG, 14.
Fig. 17 is a plan of the apparatus seen in the direction of arrow 17 in fig.l.
Fig. 18 is a section taken along line 18-18 of FIG. 1, looking in the direction of the arrows, showing the stationary and rotating parts of the distributor mechanism superimposed with various fuel lines.
Fig. 19 is a vertical section of one of the injectors used with the improved apparatus of the invention.
Fig. 20 is a plan of the injector shown in FIG. 19, looking in the direction of arrow 20 in this figure.
Fig. 21 is a vertical section of a part of the injector, as shown in fig, 19, showing the manner of collecting fuel from leaks from this injector and returning this fuel to the apparatus.
Fig. 22 is an end view of an ordinary type of internal combustion engine, showing the advanced apparatus applied to that engine and the governor and hand valve transmission for this apparatus.
10 designates (fig. 22) an ordinary internal combustion engine, more particularly an engine established for
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to consume fuel oil or "fuel oil", this engine comprising, as can be seen, four cylinders, each supplied by the pump and the distributor apparatus of the invention.
This engine 10 comprises the usual camshaft 11 (fig. 2), journaling at one of its ends in the crankcase or crank box 12 and which can be axially bored as indicated at 13 to receive an end of A drive shaft 14. The indicated end of shaft 14 is split, as shown at 15, to receive a key 16 carried by camshaft 11, thereby establishing a drive connection between the shafts. 11 and 14. The shaft 14 comes out of the crank box 12 and journals near the slot 15 in a bearing 17 and at its outer end in a bearing 18, the bearing 17 being supported in a casing 19. and the bearing 18 in a plate 20 forming a cover, which is bolted to this casing.
Near bearing 18, a bevel gear 21 is attached to shaft 14 and meshes with a bevel gear 22, attached to one end of a gear pump shaft 23, which descends in an inclined direction across. a lower wall of the casing 19; this shaft is then received in a bearing provided in the body 24 of the pump (fig.3).
The meshing pump body 24 is bolted to the control casing 19 and has a sleeve-shaped extension 25 which penetrates into the casing 19 where it protrudes through a suitable opening. provided in the wall of the casing 19 and, at its inner end, this sleeve 25 has a bore of larger diameter to receive a bearing 26, which is placed near the bevel wheel 22 and in which the shaft rotates 23.
The pump body 24 contains two gear pump mechanisms, which respectively function as a sweep pump for collecting fuel from the pump.
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any leaks which may appear in different parts of the mechanism and to return this fuel to the tank and as a distribution gear pump, the function of which is to draw fuel from the tank and to put it under a predetermined pressure for its delivery to the piston pump described below. The scavenging pump comprises a toothed wheel 27, fixed to the drive shaft 23 and meshing with a toothed wheel.
28, fixed to an offset shaft 29, mounted for rotation in the pump body 24 (figs. 3, 4 and 5).
Similarly, the distribution meshing pump comprises a toothed wheel 30 fixed to the shaft 23 and which meshes with a toothed wheel 31, also fixed to the axle 29, the pairs of wheels 27, 28 and, 30, 31 constituting the respective pump mechanisms and being separated from each other by a partition 32 (fig. 5). Consequently, these pumps operate independently of each other on both their suction and discharge sides, as will be better seen later.
The bevel gear 21, which is mounted on the control shaft 14, also meshes with a bevel gear 33, fixed to the lower end of a control shaft 34 of the distributor (fig.2). This shaft 34 is journaled at its lower end, near the toothed wheel 33, in a bearing 35, which is carried by the lower end of a sleeve 36 which descends from the body of the fuel pump 37, which is fixed by means of bolts on the upper end of the casing 19 of the mechanism (fig.2). The lower end of the sleeve 36 is fixed in place by engaging it in a suitable hole 38, provided in the casing 19, and its upper end, which is above the base of the pump body 73 has a bore of larger diameter to accommodate a bearing 39,
which forms the upper support of the shaft 34.
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A collar 40 is fixed to the upper end of the shaft 34 and has an annular flange 41, which serves as a seat for the lower end of a spring 42. The opposite upper end of this spring bears against a flange. provided on a rotating distributor disc 43, the control transmission between the rotating distributor disc 43 and the collar 40 being provided by means of a drive spindle 44 (fig. 7), so that when the shaft 34 rotates, it rotates the disc 43 in order to bring the various orifices and channels into the necessary coincidence to ensure a controlled distribution of fuel to the respective cylinders, as will be explained below.
The disc 43 is held firmly applied against the underside of a fixed dispensing head 45, which is fixed by bolts to the pump body 37; the way in which the pin 44 engages the disc 43 allows this result for all operating conditions. The disc 43 and the summer 45 comprise the various orifices and channels mentioned above and which will be described in detail below. The force of the spring 42 is sufficient to ensure that the fuel pressure which can prevail at any time in the channels and conduits of the disc 43 and of the head 45 is never sufficient to separate the disc and this head, because their Tight meeting junction is necessary at all times in order to allow the delivery of exact amounts of fuel into the respective cylinders of the engine.
The meeting faces of the disc 43 or the head 45 may be made of lead, bronze, or some other suitable material softer than steel. This construction decreases the wear that would otherwise occur at this point due to the poor lubricating qualities of fuel oils, "fuel oil" or other fuels.
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We see by figs. 1 and 2 as the drive shaft
14 carries a cam 46 having four projections 47 corresponding to the number of cylinders of the engine, all of these projections being arranged at the same radial distance, starting from the center of the shaft. During its rotation, the cam 46 actuates a roller
48 which is rotatably mounted on an axis 49 mounted on an oscillating arm 50 keyed and clamped at 51 and 52 on a short shaft
53 rotatably mounted in two of the opposite side walls of the casing 19. The roller 48 is held in engagement, so as to roll, with the peripheral surface of the cam 46, by means of a spring 54, one end of which is s' applied to the lower end of the oscillating arm 50 and the other end of which bears against the inner end of a plug 55 screwed into the adjacent wall of the casing 19.
Between its ends, shaft 53 is countersunk to form a flat diametrical surface 56 which oscillates at the frequency set by the rotation of cam 46. The nose-shaped lower end of actuator arm 57 fits. presses onto surface 56 and this arm is hinged at its upper end, at 58, to a swing arm 59, which in turn is attached to a shaft 60 supported within casing 19. L The free end of the oscillating arm 59 has a housing 61 (fig. 2) intended to receive the lower end in the form of a ball joint of a connecting rod 62, the upper end of which, also in the form of a ball joint, is placed in a suitable housing provided in a piston 63.
The latter can take reciprocating movements in a cylinder 64, which has an outer annular flange 65 near its upper end. This cylinder is supported in the base of the pump body 37, by means of a threaded sleeve 66 which surrounds this cylinder and is screwed into the base of said pump body, the upper end of this screwed sleeve abutting against the flange 65 to maintain cylinder 64 in the position shown in fig.2.
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Cylinder 64 descends below the lower end of sleeve 66 in order to provide adequate support for piston 63 which, at its lower end, has an outer annular flange 67 against which abuts the lower end of a. spring 68, the upper end of which abuts against the lower end of the screwed sleeve 66.
Piston 63, cylinder 64 and associated parts make up the fuel pump of the apparatus, which operates to measure equal amounts of fuel and deliver it at the desired time through the various injector pipes leading to the fuel lines. engine cylinders. The delivery stroke of the piston 63 is ensured directly by the movement of the oscillating arm 59 and the return stroke of this piston is ensured by means of the spring 68. The measurement of the fuel by the fuel pump is carried out by varying the stroke of the piston 63, and we will describe the various auxiliary members with the aid of which this adjustment can be effected.
We see in fig. 1 that the measurement of the vertical actuation of the arm 57 depends on the radial distance of the lower nose of this arm starting from the center of the shaft 53, In the position of the arm 57 which is shown, the greatest amplitude of possible movement is given to this arm when the shaft 53 oscillates and, consequently, the piston 63 thus has its maximum length stroke, but when the lower nose of the arm 57 is brought closer to the center of the shaft 53, the stroke of piston 63 is gradually reduced.
To serve to adjust the position of the arm 57, that is to say to bring it into any determined position and to maintain this adjustment, this arm carries between its ends hinged to it one end of a connecting rod 69, the opposite end of which is established as a collar with ex-
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centric to surround an eccentric 70 provided with an arm 71.
The free end of this arm is fixed, in order to control it, to one end of a sliding bar 72 which passes through the adjacent wall of the casing 19 and which is suitably connected by any linkage, such as the connecting rod 73 and lever 74 (fig. 22). this lever in turn being suitably connected to any suitable type of regulator 75.
The latter is suitably driven by the crankshaft of the motor (as shown schematically in Fig. 22) so that the speed of the motor operating according to the principles of known regulators, brings the bar 72 to any predetermined position above. below the governor maximum speed setting. This adjustment of the regulator consequently fixes the position of the eccentric 70 and obviously determines the radial distance separating the lower end of the arm 57 from the center of the shaft 53.
The specific type of governor and the transmissions to it are not part of the present invention, FIG. 22 merely for the purpose of schematically illustrating the governor mechanisms in general, but it will however be understood that the end position of the bar 72 and consequently of the eccentric 70 is regulated by the adjustment of the governor. The eccentric 70 which may be called the regulator eccentric surrounds an eccentric hand valve 76 (fig. 2) journaled in the eccentric 70 and the inner end of which is mounted in a bearing 77 provided inside the eccentric. a suitable hole drilled in the casing 19, the outer end of said eccentric valve being keyed in a sleeve 78 rotatably mounted in the adjacent side wall of the casing 19.
The sleeve 78 extends outside this envelope and a lever 79 can be fixed thereto, this lever serving as a valve lever.
Eccentrics 70 and 76 can be freely placed
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relative to each other so that the position of arm 57 can be independently adjusted by either eccentric. Accordingly, either eccentric can adjust the speed of the motor, or the position of the arm 57 can be adjusted so as to be a function of the relative positions of the two eccentrics. Therefore, the engine speed can be set from minimum to maximum simply using the hand valve, and the governor eccentric can be set to maintain a constant engine speed regardless of the hand valve or the hand valve. The governor can be set to a speed which is lower than the maximum engine speed and, below this setting, the hand valve can adjust the engine.
When the hand valve has been brought to a position which indicates the speed set by the governor, the hand valve eccentric stops adjusting and the governor eccentric begins to operate. This double eccentric construction ensures a large margin of operating conditions and greatly increases the flexibility of the apparatus.
In order to ensure that the accuracy of the initial adjustment of the arm 57 remains unaffected during the operation of the engine by any looseness or maladjustment which may exist in the various parts of the linkage due to wear, a rod is provided. articulated 158 (fig.l) which slides at one end in a housing 159 hollowed out in the arm 57 and at the opposite end in a housing 160 formed in a block 161, which can slide in a hole 162 passing through the adjacent wall of the envelope 19.
Block 161 is actuated to maintain rod 158 in the position shown, or in a position in which it exerts continuous pressure against shaft 57 under the action of a spring 163 which, at one end, engages the shaft. block and, at the other end, the inner face of a cap 164, screwed into hole 162. A
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another safety device is constituted by the stop rod 165, placed in the shaft 53 and rising from the surface.
56 of this tree, near its center.
This rod or eyelet prevents the movement of the nose of the arm 57 which can bring it beyond the center of the shaft, which is the zero stroke position of the fuel pump piston bringing it into engagement with the part of the shaft. surface 56 placed on the opposite side of this center, a movement which would disturb the adjustment of the mechanism.
The foregoing description relates to the main parts or control parts of the apparatus, and the manner in which these parts are connected to the various fuel lines leading to or coming from the apparatus will now be described.
The fuel is brought from the reservoir (not shown) through a line 80 passing through a control valve 81 which in turn is connected by a fitting 82 to the lower end of the gear pump body 24 (figs. .1,3, 6). It can be seen in this last figure that the fitting 82 distributes the fuel in a channel 83 which communicates with a channel 84 having a valve seat 85. The channel 84 is closed when the engine is stopped by the application of the valve 86 against the valve seat 85, this valve being shown in the open position in this figure against the compression of a spring 87 which is disposed in a hollow cap 88 extending inwardly from a wall of the body pump.
We will now describe how the valve 86 is moved from the closed position to the open position shown in FIG. 6, but assuming that this valve is open, the fuel coming from the pipe 80 passes through the channel 85 to be delivered into the pump body 24. After having flowed through the channel 84, the fuel passes
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through channels 89 and 90 to the suction side of the fuel mesh pump, as indicated at 91. The fuel delivered by the fuel mesh pump is collected in a collecting chamber 92, which is communicated by a fitting 93 with a pipe 94.
Coming back to valve 86 and the way it is open, it should first be understood that this valve is intended to automatically close the distribution pipe coming from the main tank, when the engine stops. and that a device is also provided to open this valve automatically when the engine starts again. A hollow piston 95 is slidably mounted in the pump body 24 in axial alignment with the valve 86 and the bottom of this piston being directed towards this valve. An extension 96 is provided on the end of the valve 86 and protrudes through the orifice 84 to engage the outer face of the bottom of the piston 95, as clearly shown in FIG. 6.
Accordingly, movement of piston 95 toward valve 86 returns the latter to the open position against the action of spring 87 and when the force acting on piston 95 has been withdrawn, spring 87 returns valve 86 to closed position. The skirt of the piston 95 has several openings 97 arranged around its circumference. Some of these lights are still in communication with the chamber 92 which directly receives the fuel delivered by the gear pump.
Therefore, assuming that this particular part of the piston is filled with fuel and the valve 86 is in the closed position, it is evident that when the gear pump is turned on, it produces suction on the over- outer face of the bottom of the piston and a pressure in the whole of the interior of this piston which is communicated by the various ports 97. As a result, the piston 95 is moved to bring the valve 86 to the open position.
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shown in fig 6, after which the fuel line to the main tank is opened and the gear pump is ready to draw fuel from this tank and distribute it to the fuel pump comprising piston 63 and cylinder 64 shown in fig. 2.
The valve 86 can be positively locked in the open position by engaging the screw cap 88 with it, as indicated at 98; but, as an additional safety measure and in order to prevent unnecessary forces being exerted on the various parts, as might otherwise occur due to excessive pressure being generated against the interior of the piston 95, a special device to automatically release the pressure inside the body of the gear pump, when this pressure reaches a predetermined point.
Between the meshing pump and the piston 95, a hollow auxiliary piston 99 is slidably mounted in a suitable part 100 of the wall and is normally kept pressed against a shoulder 101 provided in that part of the wall by means of a spring 102 which engages the opposite outer end of the piston, this spring being held in place because its other end engages a screwed cap 103 carried by the pump body 24.
The piston 99 has in its skirt near the bottom of this piston a plurality of lumens 104 arranged along a circumference, which are normally covered by the enveloping cylinder wall 100, but which are arranged to be uncovered when the piston 99 has been opened. moved by a sufficient distance against the compression of the spring 102 or
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until the lumens have been brought behind the shoulder 105, in which case communication will be established between the interior of the piston 99 which communicates at all times with the chamber 92, and the channel 90.
The ports 104 are uncovered when the predetermined fuel pressure has been generated on the fuel delivery side of the gear pump, which pressure has been determined by the adjustment of the various channels, after which the piston 99 is actuated against the action. spring 102 to allow local circulation through auxiliary piston 99 to the suction side of the gear pump.
Assuming that the valve 86 is in the open position, fuel is transported by the heating system 94 to a connection sleeve 106 (fig.l) carried by the lower end of a pressure chamber 107, The fitting 106 contains a ball check valve 108, which is pushed in the closing direction against the normal flow of fuel by a spring 109, so that when the engine is stopped the fuel which may be contained in the chamber 107 is retained there by the closing of the valve 108;
but it is evident that the normal pressure established in the line 94 is more than sufficient to open this valve. 'The fuel contained in chamber 107 raises to a level indicated generally by 110, the space provided above this surface under plug 111 which closes the upper end of chamber 107 constituting an air chamber which is used for two purposes of constituting an arrangement whereby a starting pressure
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required can be developed initially in the fuel line by a hand pump mechanism, as described below,
and also to provide a collecting chamber for the air bubbles which may be entrained in the fuel when it is discharged into the gear pump. The outlet pipe 112 of the chamber 107 is disposed in this chamber co-axially with it generally over its entire length, except at the lower end where it is offset as indicated at 113, so that the entry of this pipe is not directly opposite the intake channel 114 provided in the plug 115 which closes the lower end of the chamber 107. It emerges from the above that the fuel, after entering the chamber 107, rises in this chamber and is then literally forced downwards by the pressure exerted on the surface 110 to be finally forced upwards by the pipe 112.
Fuel discharged from chamber 107 is conducted through a T-fitting 116, one arm of which can be connected to a suitable pressure gauge 117 and the other arm to a pipe 118 leading to an inverted T-fitting 119. The vertical branch of the fitting 119 is connected by a pipe 120 to a stopcock 121 which is screwed into the fixed distributor head 45 (figs. 1 and 7). The channel formed inside the stopcock 121 communicates with a vertical channel 122 (fig. 7) which descends to below or on the underside or lower surface of the head 45, where it ends up against the top of the rotating distribution disc 43. An offset curved channel 123 connects channel 122 with the outer branch of channel 124 in
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U-shape provided in the rotating disc 43, when the latter is in the position shown in FIGS. 7 and 8.
The disc 43 comprises four of these channels 124 arranged perpendicular to each other for a purpose explained below.
In the position of the disc 43 shown in FIG.
7, the inner branch of the channel 124 coincides with the inner branch of the inverted U-shaped channel 125 provided in the head 45 and the outer branch of this channel 125 communicates permanently with a vertical channel 126, which descends through the vertical wall of the casing 37 of the distributor and which is connected by means of a substantially horizontal channel 127, as clearly shown in figs. 1, 7 and 14, with the upper end of cylinder 64 of the fuel pump.
In the position of the various parts shown in figs. 1 and 7, it is evident that the fuel distribution communicates directly with the fuel pump cylinder and since the various channels contained in the rotating distributor disc and the fixed head come into coincidence to ensure this result at the same time as the piston 63 of the fuel pump begins its return stroke, as indicated by the relative position of roller 48 with respect to cam projection 47 (fig.l), the fuel pressure generated by the pump meshing in the pipe leading at the stopcock 121 has the effect that a certain quantity of fuel is conducted inside the cylinder of the fuel pump, the general current being indicated by the various arrows in fig. 7.
The primary purpose of the fuel gear pump can now be easily explained. Given the high working speeds of motors, the rapidity of the reciprocating movements of the pump piston 63
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would practically prevent the possibility of loading the piston pump with fuel by simple gravity or under a pressure which may ordinarily exist in the main tank. Accordingly, the fuel gear pump has been established to function generally as a supercharging device for the fuel piston pump, thereby controlling the complete filling of the pump cylinder 64 at all times. - the speeds of movement of the pump piston 63, whatever the speed of the engine.
It is now necessary to distribute the charge of fuel contained in the fuel pump to one of the injector lines leading to the cylinders of the engine and we will now describe how to accomplish this distribution. We see in fig. 12 that the rotating disk 43, besides having four U-shaped channels 124, also comprises a continuous channel 128 arranged in a square inside the disk 43 under its upper surface, as shown in FIG. 7. The angles of this square 128 are separated by 90 from each other with respect to the direction of rotation of the disc 43 and they are separated by 45 from the channels 124.
The channels 124 and the angles of the channel 128 therefore follow one another, alternating one after the other around the disc 43; the angles of the channel 148 are also disposed at the same radial distance from the center of the disc as the inner branches of the channels 134 for a purpose indicated later.
Each angle of the channel 128 communicates with the upper face of the disc 43 by a channel 129 (FIG. 7). The channel 128 also communicates with an auxiliary vertical channel 130 dispsed on the same radius as the channel 131 shown in FIG. 7, but which is placed closer to the center of rotation of the disc 43 than the inner branch of the channel 124. There are provided inside the fixed head 45 several vertical channels 131,
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each of which communicates with an injection pipe 132 leading to one of the cylinders of the engine. The relative position of the channels 131 with respect to each other is clearly shown in FIG. 13 and it will be noted that they are also arranged at 90 from each other along the vertical axis of the head, which coincides with the axis of rotation of the disc 43.
In addition, the distance separating each channel 131 from this axis is exactly equal to the radial distance separating the channel 130 from the axis of rotation of the disc 43.
From the above description and considering the total number of channels formed in the disc 43 and the head 45, it emerges that during the rotation of this disc, the channels 124 are brought successively opposite the channels 122 and 125, the pump to fuel being charged at this time as described above. At the moments when the channels come successively opposite, the other channels of the disc 43 are masked by the underside of the head 45.
When the disc 43 rotates from the position shown in Figs. 7 and 12 in the position shown in FIG. 9, which constitutes an angular advance of 45, one of the vertical conduits 129 is brought opposite the inner branch of the channel 125, the channel 124 having at this time its two branches completely hidden by the head 45. Consequently, communication is established between the cylinder 64 of the fuel pump and the square channel 128 through the channels 126, 125, 129 successively. When the channels 125 and 129 come opposite, the offset vertical channel 130 coincides with the one of the channels 131, thus completing the communication between the cylinder of the fuel pump and the injector pipe 132 in question.
Given the limited section of the various channels and the speed of rotation of the disc 43, the time necessary must be provided to ensure the transmission of the quantities n
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fuel necessary while the channels of this disc coincide with the channels of the head 45. This condition is met by lengthening the channels 123 in the negative direction, as shown at 207 in Figs. 8, 9 and 13, by forming two grooves disposed opposite to the place where the channel 125 ends in the face of the head 45, at the same radial distance as this channel, as indicated at 308 in these figures and forming similar grooves 209 in the disc 43, which are arranged similarly with respect to the channel 130 as shown in these figures.
As a result, the fuel begins to flow before and continues to coil for a limited time after the point at which the indicated channels come into mathematical coincidence, giving the necessary time.
The establishment of communication between channel 128, on the one hand, with the fuel pump and, on the other hand, with one of the injector pipes occurs simultaneously with the start of the discharge stroke of the fuel pump. piston 63 of the fuel pump which then delivers the fuel into the injector pipe 132; this discharge of the fuel is generally indicated with regard to its passage through the various channels by the arrows of FIGS.
10 and 11. The successive discharges or discharges of the fuel pump are carried out in the same manner as indicated above, the channel 130 successively facing one of the channels 131 and one of the channels d. 'injector 129 simultaneously coming into coincidence with the inner branch of the channel 125, the rotation of the disc 43 taking place at the speed of the camshaft and consequently in synchronism with the reciprocating movements of the piston of the fuel pump .
We see in fig. 19 that the fuel charge which has been discharged into the injector piping 132 is led through a suitable fitting 133 which may include a valve A,
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ball retainer 134 normally applied to its seat in the closed position by a spring 135, but which can be lifted from its seat by the pressure established in the injector piping. The fuel passing through the valve 134 enters a chamber 136 formed in the injector 137, which is mounted in any suitable manner on the cylinder 138 of the engine, the extension 139 of this injector projecting inside this cylinder of the cylinder. usual way.
From chamber 136, fuel continues to descend through a channel 140 formed in extension 139, then it passes through the normally closed ball check valve 141 until it finally reaches through suitable conduits the. lower end of a chamber 142 which is formed when the injection piston 143 is in the raised position shown in FIG. 19.
The fuel charge is forced back into chamber 142 when the pressure in the chamber and the combustion space of the engine cylinder is relatively low, such as during the suction stroke. * Piston 143 is actuated to push it downward. low by an appropriate device (not shown), at the time required to discharge the fuel through small orifices 144 into the combustion space, as was more fully described in Belgian patent N 327012, filed on June 25, 1925 .
Usually some fuel leakage occurs along the piston 143 and one of the objects of the present invention is to collect this fuel and return it to the main tank. Referring to FIG. 21, it can be seen that the piston 143 is extended upwards and that its head is housed in a cover 145 fixed by clamping on the body 137 of the injector. The interior of the cover 145, however, communicates by means of a channel 146 with a connector 147 screwed into the body of the injector and carrying a pipe 148 which returns to the casing 19 of the mechanism (fig.l).
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The fuel which leaks along the piston rod 143 is consequently collected in the cover 145 and finally returned to the casing 19 of the mechanism through the various channels and pipes indicated above. The fuel from the leaks there, as well as from the leaks at the fuel pump, the distributor disks and possibly the fuel gear pump is collected in the casing 19 of the mechanism at the bottom of the latter. , where it can rise to the maximum level indicated by the drain hole 149. The drain hole 149 is placed in one of the side walls of the casing 19 near the cam 46 and communicates with the exterior of this wall by means of a conduit 150 with a chamber 151 formed between the casing of the mechanism and the body of the meshing pump.
If nothing were provided to regularly evacuate this accumulated fuel from chamber 151, it would eventually reach a level at which it would seep along shaft 14 and fall into crank boot 12, where it would dilute the fuel. engine lubricating oil. The scavenging pump is provided to avoid this and, for this purpose, the suction side of this pump communicates with the chamber 151 through the channel 152 (fig.l) and the fuel delivered by this pump is sent to a pipe 153 comprising a check valve 154, of conventional construction, this pipe returning the fuel collected from the leaks to the main tank. The check valve 154 is established as a safety device, especially when the main tank is placed higher than the pump.
Under these conditions, when the engine is stopped, the check valve 154 prevents the main reservoir from emptying into the casing 19 of the mechanism. As an added safeguard against possible malfunction of the shut-off valve under these conditions, provision has been made to prevent the build-up of com- a
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bustible in room 151 above a predetermined level. For this purpose, chamber 151 communicates by channel 155 with a suitable drain opening 156 which, in turn, communicates with an indicator pipe 157 descending through the lower part of casing 19 of the mechanism.
This arrangement, comprising these pipes, the drain opening and the duct, is shown schematically in FIG. 1. Indicator pipe 157 functions accordingly to positively prevent excessive accumulation of fuel in the casing 19 of the mechanism which, as noted above, would otherwise flow into the canister. crank of the engine, which would dilute the lubricating oil to a dangerous extent; the pipe 157 serves, moreover, as a manhole to check the state inside the mechanism, so that the conduc - tor can make any necessary modification to this state.
The above description relates to the normal operation of the mechanism; among its many advantages, it is possible to point out in a very particular way the controlled supply of the fuel pump by the gear pump with pressurized fuel, which ensures the delivery of equal quantities of fuel to the various cylinders, manner of varying the stroke of the piston of the fuel pump so as to also vary the quantity of fuel charges distributed to the cylinders of the engine, the automatic closing of the fuel line coming from the main tank which s' operates quickly when the engine is stopped, the simplicity of the various control transmissions of the various pumps and the distributor,
the absence of a stuffing box in the whole mechanism and the arrangements for collecting the fuel coming from made and returning it to the main tank, as well as the numerous safety features which have for
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effect of positively preventing the infiltration of fuel into the crankbox of the engine.
It can also be noted, as a secondary advantage of the apparatus, that the rotating distributor disc serves two purposes, namely as a valve for the fuel pump and also as a fuel distributor for connecting the pump with the various cylinders of the engine. at the appropriate time, the fuel pump then being loaded and delivering this fuel through the distributor mechanism consisting of the rotating disc and the fixed head. The method of varying the stroke of the fuel pump piston using the double eccentric absolutely prevents elongation of the pump piston stroke beyond the maximum stroke allowed by the linkages.
The fuel delivered when the pump piston reaches its maximum stroke is just enough to give the engine its maximum power and, as this stroke cannot be increased under any circumstances, the driver is therefore not not able to push the motor beyond the force for which it was calculated.
In devices of this kind, it is important to establish a mechanism which can operate under conditions other than normal operating conditions and in particular to provide devices which can be controlled to prime the various injector pipes from to the cylinders before start-up and which can also function to generate an appropriate start-up pressure in the fuel lines of the system, in order to ensure quick and easy starting. In the present case, these two conditions have been fulfilled by the adoption of a single hand pump which is permanently carried by the apparatus and which can be connected by command to the necessary elements of this apparatus to obtain the results which
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have just been reported. We will describe this mechanism.
Referring to figs. 1, 14 and 15, it will be seen that the base of the casing 37 of the distributor comprises a horizontal channel 168, in which is mounted so as to slide one end of a plunger 169, the other end of which protrudes from the exterior of this base in a casing 170. The outer end of piston 169 is free and surrounded by a spring 171 which bears at its outer end against the end face of this casing and at its opposite end against a collar 172 provided on said plunger piston.
A second collar 173 is also fixed on this plunger at a certain axial distance from the collar 172 and the facing faces of these two collars engage with the rounded nose of an arm 174 which descends from a pivot 175 mounted on the side. upper of the envelope 170, this arm 174 being in turn connected to a hand lever 176, with the aid of which the plunger 169 can be moved back and forth in the envelope 170 for a purpose indicated below.
Normally the spring 171 maintains the hand lever 176 in the position shown in fig 1 and the casing 170 is suitably attached to the base of the casing 37 of the dispenser. The assembly of the plunger 169 and the control members associated with it is hereinafter referred to as the hand pump.
The bore 168 into which the plunger engages is in communication with a cavity 176 by a channel 177 which is normally closed to the conduit from the hand pump by a ball check valve 178, which is held in position. closing by a spring 179, the other end of which bears against the lower end of a rod 180 screwed into the cavity 176. This rod 180 is itself bored to present internally a chamber 181 which communicates with a end with the inverted T-fitting 119 and at the opposite end with a channel 182 which descends to the in-
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inside of this rod to communicate with the cavity 176.
A ball check valve 183 normally closes the communicating end of channel 182 with chamber 181 and this valve is normally held in the closed position of that channel, i.e. towards the hand pump. by a spring 184, the other end of which bears against a plug 185 screwed into the upper end of the rod
180.
On the delivery side of the channel 177 or above the valve 178 (figs. 1 and 15) the cavity 176 communicates by a channel 186 with a cavity 186a (figs. 1 and 14) arranged near the upper end of the valve. fuel pump cylinder. This latter cavity in turn communicates with the space provided above this cylinder by a channel 187 and the communication of the cavity 186a and the channel 187 forms a valve seat 188 which is closed during normal engine operation. by the pointed end of a priming valve 189. This valve 189 has a suitable stem 190 which is screwed into the base of the casing 37 of the dispenser and which protrudes outside this casing. to receive a handle 191 allowing it to be brought from the closed position to the open position and vice versa. versa.
A packing 192 surrounds the priming valve stem within the base of the manifold shell and effectively prevents the infiltration of fuel along the valve stem.
It is clear from the above description that the hand pump can be placed in direct communication with the fuel pump and also through the connection 119 with the distributor mechanism and the pressure chamber 107.
The hand pump is also used to initially fill the fuel system and for this purpose it must be put in communication directly with the main tank.
We will describe the various elements by which this result is obtained.
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Referring to fics, 1, 14, 15 and 16, it will be seen that the bore 168 in which the plunger 169 of the hand pump performs its reciprocating movements is in communication by a channel 193 with a cavity 194 closed by a plug 195 screwed into the base of the casing 37 of the dispenser. In this base, the plug 195 has an annular recess 196 which communicates with the cavity 194 by several channels 197 converging to form a single channel 198 which leads into the cavity 194 (FIG. 15). The junction of channel 198 with cavity 194 forms a valve seat which is normally closed to the hand pump by a ball check valve 199 which is lifted from its seat during the suction stroke of the hand pump.
We see in fig. 14 that the annular recess 196 communicates by a channel 200 with one end of a connector 201 screwed into the base of the casing 37 of the distributor and to this connector is fixed one end of a pipe 202, of which the other end is fixed to a connector 203 screwed into the body 24 of the gear pump (fig.l), immediately adjacent to the point where the connector 82 is fixed in this pump body. Accordingly, when the valve 81 is open, the pump can be operated. hand to draw fuel from pipe 202 (fig. 14), even assuming that valve 86 (fig.l) can be in the closed toroid position.
The hand pump is used when the engine is started for the first time, either when the engine is new, or after a check or repair comprising the disassembly of the various places and the role of this pump is to prime the engine. various fuel pipes of the appliance, as well as the fuel pump interposed in these pipes and also to establish a starting pressure in the various pipes which corresponds to the pressure normally generated by the operation of the fuel pump.
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meshing while the engine is running. In priming the various fuel lines of the apparatus, it is assumed that valve 81 is open and valve 86 is closed.
As a result, when moving back and forth, the pump during each suction stroke of this pump draws fuel from the main tank through line 202 into cavity 194 with valve 199 being lifted from its seat. during this pump stroke. During the discharge of the hand pump, assuming the priming valve 189 is open, the valve 199 is closed by the pressure produced by the pump, which prevents the return of fuel to the main tank and the valve. 178 is opened against the pressure of spring 179, thereby establishing communication between the priming pump and the fuel pump, through channels 186 and 187.
Assuming also that the rotating distributor disc 43 has been brought into the position shown in FIG. 9, the fuel pump is placed in communication with one of the injector pipes leading to the cylinders of the engine and, consequently, when the hand pump delivers the fuel pump, the channels and pipes leaving of this pump, as well as the particular injector, are completely primed with fuel.
In the position of the rotating disk 43 shown, it is evident that the communication through the fixed head 45 with the fuel pump is cut off for the reasons given above, so that the back pressure established thereby prevents efficiently passing fuel to pipe 120 through valve 183, although some of the fuel may pass through pipe 118 to pressure chamber 107. The foregoing operation is repeated until each of the above. injector pipes and each of the injectors are primed completely with fuel, the rotating disc 43 being rotated each time to ensure the coincidence.
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necessary denoe of the various channels and conduits for this purpose, after which the priming valve 189 is closed.
It is now necessary to establish a predetermined starting pressure in the fuel pipes of the appliance; this is also achieved by operating the hand pump. Except for closing the priming valve 189, the other elements of the apparatus remain in their indicated position.
As before, during each suction stroke of the hand pump, fuel is drawn through line 202 into the bore 168 of the pump and during the discharge stroke thereof this fuel lifts valve 178 from the pump. its seat to establish communication with chamber 176. Since the priming valve 189 is closed, the fuel delivered by the hand pump is forced to pass through the channel 182 to also lift the valve 183 from its seat and allow thus fuel from passing through line 118 into pressure chamber 107. Delivery of fuel from chamber 107 through channel 114 is prevented by check valve 108, so that the hand pump,
can be actuated until the determined pressure is generated in said chamber, as indicated by pressure gauge 117
Since the hand pump does not communicate directly with the fuel gear pump, it is not able to prime the latter with fuel; to do this priming, assuming that you start the engine for the first time, you run the engine with the starter, and the piston 95 (figs. 1 and 6) is actuated by hand using the plunger 204 slidably mounted in a cap 205 screwed into the body 24 of the meshing pump, substantially in the axial alignment of this piston.
The inner end of the plunger 204 carries a head 206 which attacks the inner face of the piston
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95 to thereby actuate this piston in the direction desired to open the valve 86, Plunger 204 is held in the position shown until direct current fuel appears at the shut-off valve 121 which has been opened. or withdrawn for this purpose from the fixed head 45. The plunger 204 is then released to allow it to return to the position shown in FIG. 6 under the action of the spring 207, which surrounds this plunger inside the cap 205, this spring bearing at its lower end against a shoulder 208 provided in the bore of this cap and at the opposite end against the outer head of the plunger 204.
When the shut-off valve 121 is closed or replaced on the head 45, the engine is ready to start because all working elements of the device, including the injector pipes and the injectors have been fully primed. with an appropriate quantity of fuel free of any air bubbles and that the necessary starting pressure has been produced on the fuel contained in these pipes by the hand pump.
In general, it is sufficient to use the pump-driven plunger 204, under the conditions indicated, because in normal engine operation the various elements of the system are usually filled with fuel, so that when starting. After starting the engine, sufficient pressure exists behind the piston 95 to quickly open the valve 86 disposed in the main pipe coming from the reservoir. It should also be noted that during normal engine operation, the hand pump and the associated local system are completely isolated from the rest of the apparatus, the priming valve 189 being closed and the check valve 183 forcing the fuel to pass from line 118 directly into line 120 placed on its path
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to get to the dispensing mechanism.
In general, the pump and the dispensing apparatus described in the foregoing are set up to operate at a relatively low pressure as it is intended to be adjusted relative to the crankshaft of the motor, so as to distribute fuel. to each injector during the piston suction stroke for the particular cylinder of that injector. This makes it possible to construct the apparatus while making certain savings with regard to the weight of the parts and the sensitivity of the various elements to the order.
Although a group of elements and a combination thereof have been shown which embody the fuel pump and the distributor apparatus for internal combustion engines of the invention, it is evident that this is only the case. 'a simple example of realization, which does not limit any-. the scope of the invention and that numerous modifications can be made to the construction described by applying the principles of the invention and without departing from its scope.
CLAIMS
1.- A distributor system for internal combustion engines comprising a pump for delivering fuel to the various cylinders of the engine, comprising a device for loading the fuel pump with pressurized fuel and a distributor device which regulates the load of this distribution pump , as well as the quantity delivered by it to the respective cylinders of the engine.