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" Perfectionnements apportés aux pompes à piston, notamment à celles pour l'injection du combustible dans les moteurs ".
L'invention est relative aux pompes à piston; et el- le concerne plus particulièrement (parce que c'est dans leur cas que son application semble devoir présenter le plus d'in- têrêt), mais non exclusivement, parmi ces pompes, celles pour l'injection du combustible dans les moteurs.
Elle a pour but, surtout, de rendre telles,'ces pom- pes, qu'elles répondent, mieux que jusqu'à ce jour, aux divers desiderata de la pratique.
Elle consiste, principalement, à agencer de manière telle, les pompes du genre en question, que la quantité de li- quide débitée par course de refoulement du piston soit condi- tionnée volumétriquement par la caractéristique de vitesse du- dit piston lors de la course de refoulement précédente.
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Elle consiste, mise à part cette disposition princi- pale, en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment en une deuxième disposition consis- tant à interposer, dans l'espace mort, c'est-à-dire le refoule- ment, des pompes du genre en question, un élément plongeur pro- pre à permettre de retrancher, du volume qui serait réellement refoulé par le piston principal, un certain volume correspondant à un vide que crée ledit élément lorsqu'il revient à son point mort bas.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'ap- plication (.celui pour lequel on l'applique aux pompes à injec- tion de combustible pour moteurs), ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions; et elle vise plus particu- lièrement encore, et ce à titre de produits industriels nou- veaux, les pompes du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement.ou propres à transformer aes pompes existantes en des pompes conformes à l'invention, ainsi que les installa- tions, notamment les moteurs, comprenant de semblables pom- pes.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins ne sont, bien entendu, donnés surtout qu'à titre d'indication.
Les fig. 1 et 2, de ces dessins, montrent schémati- quement, dand deux positions différentes de fonctionnement, un cylindre d'une pompe à injection établie conformément à l'invention.
Les fig. 3 et 4 montrent, respectivement en coupe axiale schématique et en coupe par IV-IV fig. 3, un même ensem- ble établi conformément à un autre mode de réalisation de l'invention.
Les fig. 5 et 6 montrent, semblablement, une partie
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de cet ensemble établi selon une variante.
La fig. 7 montre, en coupe axiale, un ensemble du même genre établi selon un mode de réalisation de l'invention différent des précédents.
La fig. 8 montre, partiellement, une variante du sus- dit ensemble, cette variante comportant application d'une autre disposition de l'invention.
La fig. 9, enfin, montre, également en coupe axiale, une pompe établie conformément à un autre mode de réalisation de l'invention.
,Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réali- sation de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférenqe, se proposant par exemple d'éta- . blir une pompe pour injecter le combustible dans les moteurs, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
Les pompes de.ce genre déjà existantes compren- nent essentiellement un piston se déplaçant dans un cylindre et coagissant avec au moins un orifice d'admission ménagé dans ce cylindre. Dans un tel ensemble, le refoulement se produit dès que le piston a recouvert ledit orifice ; volume injecté est alors égal à celui de la cylindrée correspondant au dépla- cement du piston pendant que dure ce refoulement. Celui-ci ces- se dès que le piston a provoqué une décharge en découvrant de nouveau ledit orifice (ou un orifice spécial de décharge). Au retour du piston, les mêmes phénomènes se produisent en sens inverse, c'est-à-dire qu'un vide se produit dans le cylindre entre le recouvrement et le dégagement dudit orifice : ce dé- gagement se produisant, le liquide vient remplir la totalité du vide.
On voit que le volume à remplir, donc le volume injec- té, est toujours sensiblement le même, quelle que soit la vi- tesse de la pompe, donc du moteur.
Dans les pompes de ce genre, on réalise généralement la variation de la quantité de combustible injecté en faisant
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g. comporter au piston ou au cylindre des rampes inclinées- placements angulaires relatifs imprimés de l'extérieur à l'un de ces deux organes, piston ou cylindre, permettent alors de faire varier les courses dé refoulement ou de remplissage.
La présente invention a pour but d'agencer une telle pompe de façon telle qu'elle puisse régler automatiquement, en fonction de la vitesse, la quantité de combustible refoulé, autrement que par les moyens connus agissant de l'extérieur sur le piston ou cylindre, étant entendu que ces moyens peu- vent cependant être utilisés concurremment.
Conformément à la disposition principale de l'inven- tion, on agence de manière telle, la susdite pompe, que la quantité de combustible débitée par course d'injection du pis- ton, soit conditionnée volumétriquement par la caractéristique de vitesse dudit piston lors de la course de refoulement pré- cédente, laquelle caractéristique est elle-même déterminée par la vitesse du moteur alimenté par la pompe.
A cet effet on fait avantageusement coagir un étran- glement fixe ou réglable avec un piston jouant le rôle de re- lais vis-à-vis du piston principal, l'ensemble étant notamment tel que ce piston-relais ne soit oéplacé que lorsque le susdit étranglement provoque en amont, sous l'effet de l'augmentation de la vitesse et par suite de la perte de cnarge à travers cet étranglement, une surpression suffisante pour soulever, pendant la course de refoulement, le piston en question, lequel a au contraire tendance, dès que le refoulement cesse, à revenir vers sa position première, laissant subsister un vide qui doit être comblé lors de la course de refoulement suivante avant que commence la course d'injection effective.
Sur les fig. 1 et 2, on a représenté à titre d'exem- ple un ensemble conforme à l'inventiono
Un tel ensemble comporte tout d'abord les éléments essentiels d'une pompe usuelle, c'est-à-dire par exemple un piston 1, actionné par des moyens usuels non représentés (ca-
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mes, poussoirs etc. ) et muni de surfaces distributrices telles que 2 et 3 coagissant avec un orifice d'admission 4 percé dans le cylindre 5, Un canal 8 reliant la surface 2 et 3 .
Le refoulement dans ce cylindre 5, au ieu de se fai- re directement vers la canalisation 6 se rendant à l'injecteur (ou autre organe de distribution) par le clapet 7, s'effectue par l'intermédiaire d'un étranglement faisant communiquer les deux faces d'un piston-relais, P, susceptible de se déplacer dans un cylindre 9 prolongeant par exemple le cylindre 5 et de est même diamètre ou de diamètre différent, lequel piston P, sou- mis de préférence à l'action d'un ressort 10 éventuellement ré- glable et tendant à le ramener vers le piston 10.
Cet étranglement E, qu'il y aura avantage à faire réglable, sera par exemple matérialisé, ainsi que représenté sur les fig. 1 et 2, par une vis pointeau 11 disposa sur un conduit 12 reliant les cylindres 5 et 9.
Bien que de nombreux autres modes de réalisation soient possibles, comme on le montrera plus loin, on peut dès maintenant faire ressortir le fonctionnement d'un tel ensem- ble.
Pour des allures lentes de la pompe, le combustible, lors du refoulement, est amené à passer à travers l'étrangle- ment E et, si celui-ci est convenablement calculé, compte tenu de la force exercée par le ressort 10, l'ensemble peut être tel que le piston P demeure dans sa position basse; la totali- té du combustible passe par le conduit 12 et le volume injecté à chaque coup de piston demeure constant.
Du fait de l'accélération du moteur, la perte de charge à travers E augmente et, de ce fait, la pression d'a- mont -- donc celle qui s'exerce sur la face du piston P. en re- gard du cylindre 5 --, s'accroît avec la vitesse et on peut calculer l'ensemble de façon qu'à partir d'une certaine vites- se le piston P soit soulevé.
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Il se soulèvera alors d'autant plus que la vitesse de la pompe augmentera, c'est--dire que le moteur tournera plus vite.
Mais, à la fin de chaque injection,le piston P n'est plus sollicité que par son ressort 10, puisque la decharge s'ef- fectue à ce moment dans le cylindre 5 : ce fait, ledit pis- ton revient brusquement à sa position de départ et crée der- rière lui, c'est-a-dire dans le cylindre 9, un vide partiel dont l'importance dépendra de la position atteinte par le pis- ton P en fin d'injection.
Pendant la période qui sépare deux injections, c'est- à-dire pendant la course d'aspiration du piston, ce vide par- tiel ne peut se remplir que par l'étranglement E, de sorte que ce vide sera pratiquement maintenu jusqu'au moment où se produi- ra de nouveau le refoulement du combustible dans le cylindre principal 5.
Il en résulte que, lors de l'injection suivante, le combustible refoulé par le piston 1 devra d'abord remplir le vide en question et que le volume injecté en sera réduit d'au- tant.
Finalement le volume injecté sera égal à la diffé- rence entre, d'une part, le volume déplacé par le piston prin- cipal 1 entre le début du refoulement et la décharge, et,d'au- tre part, le volume absorbé par le vide créé au-dessus du pis- ton P.
Ce dernier volume sera principalement fonction du déplacement du piston P lors de l'injection précédente, et dé- pendra aussi du temps d'ouverture de l'orifice de remplissage 4.
Toute injection est ainsi dosée par la vitesse du piston lors de l'injection précédente et l'on se rend compte que -- autour d'un réglage donné -- toute accélération provo- que une diminution de l'injection, et qu'au contraire une ac- célération provoque une augmentation de l'éjection, conditions
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qui sont celles d'une régulation de marche d'un moteur.
On peut maintenant, le principe étant aégagé, faire apparaître les nombreuses variantes possibles.
En particulier, concernant l'étranglement E, on peut encore l'agencer, ou bien de façon qu'il se présente à l'entrée d'un con- duit tel que 12, et qu'il soit contrôlé par le piston 1, le- quel comporte à cet effet, par exemple, un passage latéral 80 coagissant avec l'entrée dudit conduit (fig. 3 et 4), ou enco- re une gorge annulaire 13 en communication avec le cylindre 5 par un canal l@(fig. 5 et 6), ou bien de façon qu'il soit proté par le piston P lui- même, par exemple sous la forme d'au moins un canal traversent-- ce piston, ou de rainures longitudinales extérieures, un mode de réalisation d'une telle disposition étant notamment aécrit plus loin en référence à la fig. 7, ou bien de toute autre manière.
On peut aussi, pour sènsibiliser le système, faire déboucher en E1, le conduit tel que 12, sur le trajet du pis- ton P (fig. 3 et 4). Pendant l'action de ce dernier, on augmen- te ainsi la perte en charge, donc l'action sur ledit piston.
On pourrait même arriver jusqu'à obturer complètement le con- duit 12, ce qui produit alors un mouvement important du piston P, duquel il résulte en fin d'injection un vide résiduel nota- ble se retranchant de l'injection suivante.
Il y a lieu de noter que, pour les divers types de pompes dont il vient d'être question, il n'est pas nécessaire que l'étranglement qui agit pendant l'injection soit le même que celui qui agit lors du remplissage, ce dernier pouvant mê- me ne pas exister .
Il peut en efi'et être avantageux dans certains cas, notamment pour sensibiliser l'appareil, de prévoir des orifices calibrés distincts et de faire en sorte que la distribution
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soit assurée, par le piston moteur 1, ou bien par le piston relais P, ou bien encore par les àe;x simultanément, cette dernière solution pouvant notamment être réalisée conformément au mode de réalisation faisant l'objet de la fige 9.
Suivant ce mode de réalisation, on prévoit quatre conduits calibrés E, E', E", E"'(fixes, réglables ou automati- ques tels que des clapets), reliés entre eux par un même con- duit 12 et débouchant à des niveaux différents dans le corps de la pompe,, on ménage dans le piston 1 un conduit 14 faisant communi- quer la face supérieure dudit piston avec l'espace annulaire situé sous ce dernier, et l'on ménage enfin, dans le piston P, un conduit 15 faisant communiquer la face supérieure de ce piston avec le conduit E" pour la position haute dudit piston.
Le fonctionnement d'un tel ensemble penaant la cour- se de refoulement du piston 1 est alors le suivant. Le refou- lement du liquide s'effectue d'abord par les conduits E et e"' si le piston P n'a pas bougé et-par les conduits E et E" si le- dit piston est à sa position haute. Le remplissage de la cham- bre 9 s'effectue par les conduits E', E"'.
Bien entendu ces dispositions pourraient être égale- ment appliquées aux adaptateurs dont il sera question plus loin.
Quel que soit le mode de réalisation adopté, on peut ainsi réaliser une pompe qui est autorégulatrice, c'est-à-dire qui permet une diminution de débit automatique en fonction de la vitesse, ce qui assure une régulation du régime du moteur.
Une telle pompe peut aussi être utilisée, notamment, pour une limitation supérieure de la vitesse, pour une surcharge automatique aux basses allures de dé- marrage, pour l'obtention de caractéristiques descendantes de dé- bit en fonction de la vitesse,
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pour le dosage précis de très faibles injections à l'ai- de d'une pompe à gros débit etc.
Il est entendu en outre que l'invention peut s'appli- quer à des pompes existantes; dans ce cas, on établira des adaptateurs qui, étant posés sur lesdites pompes, leur permet- tront de bénéficier des avantages de l'invention.
C'est ainsi que de tels adaptateurs seront particu- lièrement appropriés pour constituer des relais de surcharge automatiques, en combinaison avec des moteurs auxquels ie se ré- vèle utile de fournir un gros débit de combustible aux basses allures de démarrage, et un débit plus faible aux autres allu- -res,
Un adaptateur de ce genre consisterait par exemple en un bloc cylindre 9 (fig. 7) que l'on viendrait monter sur le corps 16 d'une pompe normale'et notamment au-dessus du cy- lindre 5; dans ce cylindre 9 serait monté un piston P muni de rainures 17 et comportant en outre, si nécessaire, un téton non étanche 18, l'ensemble étant soumis à l'action d'un res- sort 10.
Dans un tel appareil, le jeu subsistant autour du piston 18 (et éventuellement les rainures 17) joue le rôle de l'étranglement E. Aux basses allures, la fuite autour du sus- dit téton est suffisante pour alimenter le moteur, sans que le piston P se déplace.
Au contraire, dès que le moteur a atteint sa vitesse de ralenti ou toute vitesse supérieure, le piston P prend tou- te l'amplitude possible de son mouvement et élimine ainsi un volume de combustible sensiblement égal au volume du téton, ce volume étant égal à la surcharge désirée.
Un tel appareil élimine donc la surcharge à partir d'une certaine vitesse. Mais on peut aussi le conditionner de telle sorte qu'il élimine la presque totalité de l'injection au-dessus d'une vitesse qui peut être précisément la vitesse limite supérieure du moteur. Au-dessus de ce régime, le moteur
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n'est plus que faiblement alimenté et ne peut plus s'emballer.
Bien entendu, au lieu qu'un tel appareil agisse en- tre deux vitesses très rapprochées, on peut aussi l'agencer de façon qu'il élimine progressivement la surcharge, entre par exemple le ralenti et la limite supérieure de la vitesse ou en- tre deux régimes quelconques ce qui permet notamment de corri- ger des courbes de débit défectueuses ou de réaliseritelie courbe désirée.
Enfin, l'invention permet aussi d'assurer la mise en pression progressive de la pompe et s' étendrait à toute dis- position analogue permettant de conduire au même résultat, et notamment à la disposition consistant à rendre le téton 18 étanche, comme représenté fig. 8, et à faire en sorte que la
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face inférieure dudit téton puisse être complètement dégagée. af4u (uelle que soit 'la caractéristique de vitesse du pis- ton 1, l'injection ne commencera à se produire que lorsque la- dite face inférieure sera dégagée et l'on ne refoulera, dans la tuyauterie 6, que la différence entre le volume refoulé par le piston 1 et le volume absorbé par les vides qui demeurent dans ledit appareil, par suite du retour du téton à sa posi- tion basse, au moment du remplissage du corps principal.
De cette façon, la mise en pression ne se fait que lorsque le pis- ton 1 a largement dépassé l'orifice de remplissage 4. Il en résulte une meilleure étanchéité et une moinare usure. des sur- faces de distribution de la pompe.
Une autre application de l'invention consistera à u- tiliser les dispositions précédentes pour doser de très faibles débits. Ce dosage est délicat alors qu'il est beaucoup moindre lorsqu'il s'agit de débits plus importants. Un appareil confor- me à l'invention, puisqu'il permet d'éliminer une quantité fi- xe, pourra donc être utilisé en combinaison avec une pompe à débit moyen pour donner lieu, par la soustraction de ladite quantité fixe, au débit très faible désiré.
Dans chaque cas d'application, on disposera de nom-
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breuses variables pour effectuer les réglages envisagés, notam- ment, de la section du piston P, de l'importance des étranglements tels' que E, notamment au téton tel que 18, de la force et de la flexibilité du ressort 10, de la hauteur et du profil du téton 18, lorsqu'un tel organe est utilisé, du profil des rainures 17 etc.
En outre, en empilant successivement sur un même corps de pompe plusieurs adaptateurs de fonctions différentes, on pourrait faire bénéficier ce corps de pompe des avantages de chacun de ces adaptateurs. Mais il est également possible de combiner dans un seul adaptateur une ou plusieurs fonctions en agengant convenablement sur celui-ci les divers moyens de réglage dont on dispose.
De plus, il est bien entendu que les moyens de ré- glage usuels (par rotation du piston 1 et surfaces de travail obliqués) peuvent aussi être prévus:
De même, les dispositions précédentes, grâce auxquel- les l'organe de commande de la pompe ne contrôle plus directe- ment le débit de cette dernière mais la vitesse du moteur ali- menté, pourraient être appliquées à des pompes polycylindriques dans lesquelles il pourrait etre avantageux d'eliminer un cer- tain nombre de cylindres successivement et automatiquement, soit aux environs de la limite supérieure de vitesse pour évi- ter l'emballement du moteur, soit aux allures de ralenti, pour stabiliser ledit ralenti, en utilisant un certain nombre de cylindres comme freins ou confie pompes (destinées à alimenter les freins d'un vénicule par exemple), les cylindres non éli- minés nécessitant,
par suite, des injections plus importantes et mieux adaptées au système d'injection.
L'organe de commande réglant le régime de vitesse
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désiré agirait alors sur des dispositifs analogues à ceux ci- dessus décrits, dispositifs que l'on agencerait de telie sorte qu'ils donnent, selon les cylindres envisagés, des courbes de débit respectives convenables en fonction de la vitesse.
A cet effet, par exemple, il suffirait, pour les dif- férentes pompes, d'agir de façon appropriée sur les étrangle- ments tels que E, ou E, E', E" etc., par exemple de façon telle que, pour le ralenti, on puisse d'abord éliminer l'alimentation dans un certain nombre de cylindres et ne la laisser subsister que dans le ou les cylindres restants.
Au cas où les étranglements E seraient matérialisés par des saignées telles que 80 (fig. 4) dans les pistons 1, on pourrait donner à ces dernières, en section normale à l'axe des- dits pistons, une forme telle que les étranglements puissent ê- tre modifiés par des rotations imprimées à ces pistons, par l'or gane de commande.
Les pistons 1 pourront aussi éventuellement comporter, suivant ladisposition connue, des surfaces obliques de distribu- tion telles qu'indiqué en pointillé en 20, sur les fig. 1 et 2.
Comme- il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui des modes d'application, non plus qu'à ceux des moues de réalisation de s es diverses parties, ayant plus spécialement été envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les va- riantes, notamment, celles où l'on substituerait aux pistons-relais une mem- brane élastique ou tout autre organe propre.à permettre de mo- difier le volume de l'espace mort, et celles où l'on constituerait le système de commande de la pompe par dedx organes agissant de faon différente sur des organes équivalents.
RÉSUMÉ.
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