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Perfectionnements aux dispositifs d'injection -pour moteurs à combustion interne
Demande de Brevet en Suisse du 24 novembre 1934.
L'invention se rapporte aux dispositifs pour injecter le combustible dans les chambres de combustion des moteurs à combustion interne. Elle vise plus par- ticulièrement les dispositifs de ce genre dans les- quels chaque cylindre de la pompe à combustible con- tient un piston d'accumulation et un piston de refou- lement, ce dernier commandant les passages d'admission et de sortie du combustible et pouvant être tourné au- tour de son axe. Ce piston comporte notamment un évi- dement qui, après que le combustible contenu dans la chambre de la pompe a été mis sous pression, met en communication cette chambre avec le passage de sortie.
Dans les dispositifs connus travaillant suivant ce principe, l'injection de chaque charge de combusti- ble. a lieu sans interruption. Dans certains moteurs, et pour des régimes et conditions de fonctionnement déterminés, surtout pour le démarrage à froid et le
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ralenti, il arrive que le combustible froid injecté dans la chambre de combustion ne puisse pas obtenir de l'air réchauffé par la compression une quantité de chaleur suffisante pour que son inflammation se produise.
Suivant l'invention cet inconvénient est. combattu en donnant à l'évidement du piston de refoulement ou de commande et au passage de sortie dans la paroi du cylindre une forme telle que pour une. ou plusieurs positions angulaires du piston la sor- tie du combustible se fait par un orifice de section fortement réduite en comparaison aux autres positions angulaires du piston.
Dans les dessins, des exécutions de l'invention sont représentées à titrer d'exemple seulement:
La fig. 1 contre une pompe d'injection en coupe verticale.
Les fig. 2 et 3 montrent, en élévation, la coapé- ration de l'évidement du piston de commande avec le passage de sortie aménagé dans la paroi du cylindre de poupe, ceci pour deux positions angulaires différentes du dit piston au moment de l'injection.
Les fig. 4 et 5 sont des sections horizontales passant par le canal de sortie,, le piston de commande se trouvant dans les mêmes positions qu'aux fig. 2 et 3 respectivement..
La fig. 6 représente une pompe suivant la fig. 1 dans laquelle la crémaillère servant à modifier la position angulaire du piston de commande est accouplée à un dispositif limitant le débit maximum de la pompe.
La fig. 7 montre une autre exécution de la pompe
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d'injection.
La fig. 8 en représente le piston de commande.
La fig. 9 représente un piston de commande d'une exécution différente*.
Dans les fig. 1 à 5, a désigne le cylindre de la pompe, dans lequel le piston de refoulement ou de commande b est déplacé par une came non représentée dans le dessin* Face au piston b se trouve. le piston d'accumulation c chargé par un ressort. L'arrivée du combustible se fait par le canal d commandé par l'arête e du piston b, tandis que la sortie a lieu. par le canal f que découvre l'arête ± formée par un évidement h où aboutit un passage k prévu dans le piston de commande b. l'évidement h est dis- posé de façon à mettre en communication la chambre i de la pompe et le- canal de sortie f à la fin de chaque course de refoulement du piston b.
Pour son déplacement angulaire le piston de commande b est mrznï de dents: 1. qui coulissent dans les rainures m de la roue dentée n.. Celle-ci est tournée à l'aide de la crémaillière o qui peut être déplacée dans son sens longitudinal d'une façon, arbitraire.
La quantité de. combustible qui sera injectée. est déterminée' par le volume contenu entre les pistons b et e à l'instant où le canal d'admission d est: fermé après, le passage de l'arête e à la montée du piston b@ Ce volume dépend de la position de repos du piston d'accumulation c, commandée elle-même par la position du coin p qui peut être déplacé à cet effet soit par un régulateur,. soit à la main.
Une conduite de refoulement .9. prolonge le canal
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f et mène le combustible à l'injecteur r qui est maintenu fermé par une aiguille chargée par un ressort et qui s'ouvre quand une pression déterminée est dépassée dans la conduite q.
Les figures 2 à 5 feront comprendre comment l'évidement h coopère avec le canal de sortie f. Les fi- gures 2 et 4 montrent le piston de commande b dans une position angulaire correspondant à un régime de marche normal du moteur. A la montée du piston. b le: canal f est découvert par l'évidement h dans toute sa largeur. Les figé. 5 et 5 montrent les mêmes pièces pour la position angulaire du piston b qui sera appelée " position d'étranglement ". Dans celle-ci le canal f ne sera jamais ouvert que sur une partie réduite de sa largeur, même après que l'arête g l'aura dépassé dans toute sa hauteur..
L'autre partie du canal f se trouve en dehors de l'évidement h et reste obturé par la surface de glissement du piston b.
Donc, dans cette position, la sortie du combustible se fait à travers un passage de section fortement ré- duite par rapport aux autres positions angulaires du piston b, et il se produit un étranglement dans la canalisation de sortie qui justifie le terme: employa ci-dessus pour caractériser la position angulaire du piston de commande.
Pour cette position, l'injection s'effectue de la façon suivante: Dès que l'évidement h rencontre le canal de sortie f dans la course ascendante du piston de commande b, une petite quantité de combustible passe dans la conduite q et y provoque une augmentation de pression au-delà de la pression d'ouverture
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de.la soupape d'injection r. L'aiguille de l'injec- teur sera donc soulevée et l'injection amorcée.
Tou- tefois à cause de l'étranglement qui se produit dans la canalisation de sortie h f, la quantité de oo mbusti ble qui.continue à entrer dans la conduite .9.. ne suffit pas à compenser celle qui en sort par l'injecteur r, et la pression y tombera jusqu'à ce que l'aiguille de l'injecteur retourne sur son siège, interrompant ainsi l'injection avant que la charge de combustible oontenueentre les pistons et ± ait été injectée.
Le combustible, qui se trouve sous une pression élevée dans la chambre de la pompe, continue néanmoins à alimenter la conduite a, y augmehte la pression, provoque, une seconde injection partielle, et ainsi de suite jusqu'à ce que les pistons b et c viennent à se toucher. La quantité de combustible qui fait l' objet de l'une de ces injections partielles est trop petite pour ne pas s'allumer rapidement au contact de l'air comprimé. La combustion une fois amorcée, la température restera suffisante pour brûler le combus- tible injecté par la suite. Le piston de commande sera mis en position d'étranglement de préférence pour le démarrage et pour le ralenti du moteur; on peut prévoir à cet effet soit une commande à la main, soit une commande automatique.
Puisqu'au démarrage il faut actionner encore d'au- tres dispositifs il sera utile de connecter la crémail-
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lère -0 avec là&3ts commandesa A la fig. 6, cette cré- maillère est reliée au levier s actionnant un dispositif qui sert à modifier le calage angulaire de l'arbre
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à cames u de la pompe par rapport à son arbre d' entraînement v. En tournant le piston de commande b dans sa position d'étranglement, on obtiendra, ain- si automatiquement l'avance à l'injection, favorable pour le démarrage.
Si, dans les pompes connues, l'organe 2 pour le réglage du débit est commande par un régulateur, on prévoir d'habitude une butée ajustable pour limiter la course de cet organe et par conséquent le débit maximum de la pompe,. Or,, pour démarrer, il est souvent recommandable de dépasser ce débit. Dans l'exemple de la fig. 6 la butée qui limite le débit maximum est formée par une vis w, montée sur une extrémité du levier x dont l'autre extrémité est reliée à la crémaillère o@ Quand celle-ci est déplacée pour obtenir la position d'étranglement du piston b prévue pour le démarrage, le débit maximum admis pour le régime normal du moteur peut être dépassé.
Gn pourrait aussi établir une connexion entre la commande du démarreur électrique et la crémaillère o afin de mettre le piston b en position d'étranglement chaque fois que le démarreur est actionné. Une autre variante consiste à faire agir la crémaillère o sur le dispositif de réglage du débit lui-même, pour augmenter non seulement le débit maximum admis- sible, mais le débit effectifde la pompe à l'instant du démarrage. Si la position d'étranglement est utilisée pour la marche à vitesse réduite, on raccordera avantageusement la crémaillère o soit au manchon, soit à l'organe de commande du régulateur du moteur.
Ces exemples d'exécution ne sont pas représentés dans les dessins.
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Dans l'exemple des fig. 7 et 8 la quantité de com- bustible à injecter et l'avance à l'injection sont réglées simultanément en déplaçant angulairement le piston de commande b au moyen de la crémaillère o.
La position de repos du piston d'accumulation .± est invariable; par contre l'arête e qui commande l' ad- mission du combustible est oblique par rapport à l'axe du. piston b ; suivant la position angulaire de ce dernier, elle ferme le passage d plus ou moins tôt, de sorte qu'une charge de combustible plus ou moins grande est mise sous pression pour l'injection.
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De façon analogue,, l'arête g qui commande le ca- nal de refoulement est oblique par rapport à l'axe du piston b, de sorte que le début de l'injection est avanaé ou retardé suivant la position angulaire du piston b.
L'évidement est en outre limité par'une arête latérale y placée par rapport aux arêtes g et e de telle façon que pour la position angulaire du piston b qui correspond, à la marche à vide le débit de la pom- pe et l'avance à l'injection soient réduits et qu'il y ait étranglement à. la sortie du combustible* Une seconde position d'étranglement est celle représen- tée à la fige. 7, où le débit et l'avance sont grands ; cette position peut convenir pour le démarrage.
Etant donné que la combustion une fois amorcée, de nombreux moteurs supportent une arrivée de combus- tible plus massive qu'au début de l'injection, on pourra donner à l'arête y une forme en escalier comme à la:. fig. 9, avec laquelle l'étranglement ne se pro- duira qu'au début de l'injection.