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Installation de réglage pour compes d'injection de moteurs à combustion interne.
L'invention se rapporte à une installation de réglage pour pompes d'injection de moteurs à combustion interne.
Dans ces pompes, il y a lieu de régler ou de limiter arbitrairement ou en raison de la vitesse du mo- teur la quantité de combustible débitée par la pompe d'in- jection, ainsi que de modifier en raison de la vitesse du moteur l'instant auquel l'injection a lieu. Dans les pom- pes de grandes dimensions il est utile d'effectuer une ou plusieurs des opérations de réglage à l'aide de servomo- teurs. L'invention a, entre autres, pour objet de combiner de façon rationnelle les dispositifs utilisés à cet effet.
D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de
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la description ci-dessous et des dessins annexés.
L'installation de réglage suivant l'invention comprend un servomoteur servant à déplacer un organe agis- sant sur le débit de la pompe d'injection, et un dispositif hydraulique servant à déplacer en fonction de la vitesse du moteur un second organe agissant de préférence sur l'instant auquel l'injection a lieu. Cependant, ce second organe pourra aussi être prévu pour agir sur un autre fac- teur de l'injection, p. ex. sur la pression d'injection.
Suivant l'invention, une pompe de réglage est entraînée par le moteur à combustion interne, et le li- quide de réglage refoulé par cette pompe de réglage tra- verse consécutivement un régleur de pression qui influence la pression du liquide qui lui est amené, et un orifice de section réduite, la pression du liquide de réglage en amont dudit régleur de pression agissant sur l'organe de travail du servomoteur qui influence le débit de la pompe d'injec- tion, et le. pression du liquide de réglage en amont dudit orifice agissant sur le dispositif hydraulique susmentionné.
De préférence, l'installation sera perfection- née par une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, qui ne sont toutefois pas indispensables à la réalisation de l'invention et ne la limitent pas.
Ainsi, la pression du liquide de réglage en amont dudit orifice pourra agir sur un organe commandant un servomoteur influençant l'instant de l'injection. Sur l'organe de travail de ce servomoteur, on pourra faire agir la pression du liquide de réglage en amont du régleur de pression. La pression du liquide de réglage en amont dudit orifice de section réduite pourra aussi agir sur un organe commandant le servomoteur agissant sur le dé- bit de la pompe d'injection. D'autre part, oe servomo-
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moteur peut aussi être commandé par un régulateur à mas- selottes centrifuges, que l'on aura avantage à entraîner par un engrenage constituant en même temps la pompe de réglage.
Le manchon du régulateur à masselottes pourra, sur une partie de sa course au moins, subir l'influence de la pression du liquide de réglage en amont de l'ori- fioe détection réduite. Ce manchon peut être soumis à la pression d'un ressort dont l'autre extrémité s'appuie sur un organe déplaçable à volonté. Il sera alors utile de prévoir une butée limitant la course de l'organe agis- sant sur le débit de la pompe d'injection, cette butée étant déplacée simultanément avec l'organe sur lequel le ressort s'appuie. Pour les servomoteurs, on préférera ceux dans lesquels l'organe de commande se trouve dans le prolongement de l'organe de travail.
Enfin, on peut se servir du combustible comme liquide de réglage et l'amener à la chambre d'aspiration de la pompe d'injec- tion après qu'il a traversé l'orifice de section réduite.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre et de la représentation, dans les dessins annexés, de quelques dispositifs qui consti- tuent des réalisations de l'invention sans limiter celle- oi et qui sont donnés uniquement à titre d'exemple.
La fig. 1 représente une pompe d'injection avec son installation de réglage, en partie en coupe longitudinale suivant les lignes D - D indiquées dans les figs. 2, 3 et 4.
La fig. 2 est une coupe horizontale du même objet suivant la ligne A - A de la fig. 1.
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La fig. 3 est une coupe transversale du même objet suivant la ligne B - B de la fig. 1, et la fig. 4 une cou- pe similaire suivant la ligne C - C.
La fig. 5 représente en coupe longitudinale une installation de réglage suivant une autre réalisation de l'in- vention, cette coupe suivant la ligne brisée E-E de la fig.6, @ qui représente une coupe transversale de la même installation suivant la ligne F - F de la fig. 5.
Dans l'installation représentée aux figs. 1 à 4, l'arbre 1. est entraîné par le moteur à combustion interne à l'aide d'organes non représentés dans la figure. Sur cet arbre 1 est montée une roue dentée 2 faisant partie d'une pompe à engrenage qui aspire par la conduite 1 du combustible provenant d'un réservoir non représenté et qui le refoule dans la chambre 4. Par un passage 5 et par les orifices.2 commandés par l'arête . du piston 7, la chambre de refoulement 4 communique avec un espace annulaire 10. Un ressort mou bandé,à le tension voulue agit sur le piston 7, De l'espace annulaire 10, le combustible traverse le passage 11 et l'o- rifice 12 de section réduite réglable à l'aide d'unpoin- teau.
De là, il est ramené au réservoir par une conduite 13,
Par un autre passage 15 rejoignant une rainure 16 du corps 17 et par des trous 18 percés dans le moyeu de la roue dentée 2, le passage 11 communique aussi avec la chambre 14 d'un dispositif de réglage pour l'avance à l'in- jection logé dans ce moyeu. La chambre 14 est fermée par un piston 19 qui porte des dents 20 coulissant dans des rainures 21 du moyeu, parallèles à l'axe de celui-ci. Un ressort 22 agit sur le piston 19 dans un sens opposé à celui de la
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pression du combustible dans la chambre 14, Sur l'extrémité de l'arbre à cames 23 de la pompe d'injection est fixée une douille 24 munie d'arêtes héliooidales qui s'engagent dans des rainures correspondantes taillées le long de l'alésage 25 du piston 19.
Une tige de réglage 26 sert à modifier le débit la de/pompe d'injection. Cette tige est disposée de façon à ce que son déplacement vers la gauche provoque une diminution de la quantité injectée. Un levier coudé 28 librement articulé sur l'arbre 27 relie la tige 26 au piston de travail 29 d'un servomoteur. La face annulaire 30 de ce piston est exposée à la pression du combustible dans la chambre 31, cette pression tendant à augmenter le débit de la pompe d'injection. A travers la canalisation 32, la chambre d'aspiration 33 de la pompe d'injection et les passages 34 et 5,la chambre 31 du servo- moteur communique avec la chambre de refoulement 4 de la pompe de réglage.
La face annulaire opposée du piston %, designée par 36 a une aire plus grande que la face 30 et se trouve dans une chambre de compensation 37. Un prolongement 39 du piston 29 pénètre à travers cette chambre 37 et possède une face 38 située dans une chambre 56 a l'extérieur du cy- lindre du servomoteur. Dans cette face 38 aboutit @ un canal 40 prévu dans le piston 229 du servomoteur et dans son prolon- gement 39. Plusieurs orifices 41 d'ample section relient le canal 40 à la chambre de compensation 37; un autre canal 42 pratiqué dans le piston 29 et comprenantun étranglement 43 passe de la chambre 31 à la chambre 37.
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Le servomoteur est commandé par le piston de commande 44 disposé en prolongement du piston de travail 29 du servomoteur; il est soumis d'une part à la pression du combustible dans le cylindre de commande 45, d'autre part à la force d'un ressort 46 dont une extrémité s'appuie sur le plateau 61. L'autre extrémité du ressort 46 est supportée par la cuvette 47 qui est déplaable dans le sens de son axe et qui comporte deux pieds 48 sur lesquels agis- sent des leviers à came 49 fixés à l'arbre 27 qui peut être déplacé angulairement à l'aide du levier de commande 50.
Le cylindre de commande 45 communique avec la chambre annulaire 10 par l'intermédiaire d'un canal 51, de la chambre 52 de la pompe d'injection et du passage 53, le piston de commande 44 comporte une queue 54 dont l'extrémité 55 forme, avec la. face 38 du piston de travail, un passage dont la section dépend de la distance réciproque des pistons 29 et 44, L'espace 56 environnant ce passage se trouve relié à l'espace 59 au fond du carter par les orifices 57, la chambre 58 et le long des pieds 48.
Une conduite 60 sert à ramener le combustible de l'espace 59 au réservoir.
La quantité de combustible refoulée par la pompe de réglage dans un temps déterminé augmente avec la vitesse du moteur. Une partie de ce combustible est aspirée par la pompe d'injection à travers la chambre $$, tandis qu'une autre partie coule dans l'espace annulaire 10 à travers les orifices 9. Le piston 2 se maintient dans une position où la pression du combustible dans la chambre de refoulement 4. fait équilibre à la force du ressort 6 Dans cette position,
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son arête 8 découvre les orifices dans la mesure nécessaire pour que la quantité de combustible refoulée dans la chambre 4 puisse aussi la quitter et pour que la pression d'équilibre s'y maintienne.
Celle-ci diffère peu quelle que soit la quanti- té refoulée par la pompe de réglage, la position de l'arête ne variant que de la hauteur des orifices 1, de sorte que la force exercée sur le piston 2 par le ressort 6 reste sen- siblement constante. Ce dispositif constitue donc un régleur de pression agissant sur le combustible en amont des orifices 9.
Par contre, la section réduite de l'orifice 12 étant constante alors que la quantité de combustible traver- sant les orifices et 12 dans un temps déterminé augmente avec la vitesse du moteur, la pression dans la chambre 10 s'accroit aussi en fonction de cette vitesse. Cette même pression règne aussi dans la chambre 14 du dispositif pour modifier l'instant de l'injection et dans le cylindre de commande 45 du servomo teur influençant le débit de la pompe d'injection. La pression dans la chambre 14 déplace le piston 19 contre la force exercée sur lui par le ressort 22, en sorte que grâce aux arêtes et rainures hélicoidales, la douille 24 et l'arbre à cames 23 sont décalés par rapport à la roue dentée 2 et l'arbre d'entrai- nementl.
Il en résulte une modification de l'instant de l'in- jection, celle-ci étant avancée par rapport au mouvement des organes moteurs quand la vitesse augmente.
De la chambre 31 du servomoteur, le combustible coule constamment dans la chambre 56 à travers les passages 42, 41 et 40 du piston de travail 29 et par le passage formé entre les faces 38 et 55 La chambre 56 étant reliée à la conduite de retour 60, ce combustible revient au réservoir.
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Si le piston de commande 44 est éloigné du piston 29 du servomoteur, la passage entre les faces 38 et 55 s'élargit et permet l'écoulement, par les passages 40 et 41, d'une quantité de combustible plus élevée que celle qui peut pas- ser l'étranglement 43 du passage 42. Par conséquent, la pression dans le chambre de compensation 37 diminue et permet à la pression du combustible dans la chambre 31 de déplacer le piston de travail 29 du servomoteur vers le piston de commande 44 jusqu'à ce que l'écartement primitif des faces 38 et 55 soit rétabli. par conséquent, le piston de travail 29 suit chaque mouvement au piston de commande 44. On peut, à chaque vitesse du moteur, modifier arbitrairement le débit de la pompe d'injection en déplaçant la cuvette 47 du ressort 46 a l'aide du levier de commande 50.
Comme une pression déterminée règne dans la chambre de commande 45 à chaque vitesse au moteur et que le ressort 46 est comprimé suivant cette pression,le piston de commande 44 et par conséquent le piston de travail 29 suivrontles mouvements de la cuvette 47 à moins que le plateau 61 du ressort ne vienne buter contre le corps du cylindre de commande qui limite sa course-
Si la vitesse du moteur augmente, tandis que la position du levier 50 reste inchangée, la pression au combustib- le dans le cylindre de commande 45 s'accroit et déplace le piston de commande 44 contre la force du ressort 46. Le piston de travail 29 du servomoteur effectue un déplacement corres- pondant et diminue le débit de la pompe d'injection à l'aide du levier coudé 28 et de la tige 26.
De cette façon le moteur est maintenu à une vitesse dépendant de la position du levier 3).
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Si, à l'aide du levier 50, on déplace la cuvette 47 au-delà de la position où le plateau 61 du ressort vient buter contre le corps du cylindre de commande, les organes 29, 28 et 26 restent dans leur position correspondant au débit maximum, tandis que le ressort 46 est tendu plus fort qu'il ne suffirait pour faire équilibre à la pression dans le cylindre 45, Il faudra donc que la vitesse du moteur augmente encore avant que le débit ne soit diminué.
L'un des leviers 49 qui servent à déplacer la cuvet- te 47 comporte une butée 62 susceptible d'entrer en contact avec une butée similaire 63 fixée au levier coudé 28 et limi- tant le mouvement de celui-ci dans le sens correspondant à une augmentation de débit de la pompe d'injection. Si le levier 50 est ramené dans une position en-deçà de sa course de réglage normale, la butée 62 entraîne la butée 63 du levier 28 et permet de réduire le débit de la pompe d'injection sans avoir recours au servomoteur. Il est donc possible d'arrêter le mo- teur même si le servomoteur est mis hors d'action, p. ex.à la suite d'inétanchéités ou du grippage d'un piston.
Dans l'exemple représenté dans les figs. 5 et 6 la roue dentée 2 de la pompe de réglage, toujours formée par un engrenage 2, 71, est fixée à l'extrémité libre de l'arbre à cames 23. Cet engrenage sert aussi à l'entraînement d'un régulateur comportant deux masselottes centrifuges 70 ar- ticulées sur des pivots 73 supportés par des bras 72 soli- daires de la seconde roue dentée 71 de l'engrenage.
Chaque masselotte 70 comporte un bras 74 qui s'appuie sur le ressort de régulateur 78 par l'intermédiaire du manchon 75, du palier à billes 76 et de la douille 77. La cuvette 79 sur laquelle le ressort 78 prend appui se déplace longitudinalement dans le corps 80 et porte, de part et d'autre de son axe, des
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pieds 81 s'appuyant sur des cames formées par un bras du levier 83 que supporte un pivot 82. Une tringle 84 comman- dée par un mécanisme non représenté dans le dessin permet de déplacer le levier 83 à volonté.
La course de cette tringle est limitée par une bague 86 coopérant avec une butée fixe 85,
La pompe de réglage formée par l'engrenage 2, 71 est alimentée en combustible depuis un réservoir non représenté dans le dessin, à l'aide de la conduite d'aspiration . Ce combustible est refoulé dans la chambre 87. A la suite de celle-ci, le combustible traverse consécutivement un régleur de pression constitué par le piston 7 commandant l'orifice , puis un passage 12 de section réduite. En aval de celui-ci, le combustible est amené à la chambre d'aspiration de la pompe d'injection. La tige de réglage 26 pour le débit de celle-ci est reliée au piston de travail 29 du servomoteur par un levier 92 articulé en 91.
Le servomoteur est construit de faon analogue à celai représenté dans les figs. 1 à 3 ; il estcommandé par la face 93 du manchon de régulateur 75 Pour modifier l'instant de l'injection une seconde tige 94 est prévue dans la pompe d'injection. Le dispositif qu'elle actionne à cet effet n'est pas représenté dans les dessins. La tige 94 est raccordée au piston de travail 95 d'un second servomoteur.
La face 96 de ce piston est soumise à la pression qui s'établit dans la chambre de refoulement 87 en amont du régleur de pression, cette pression étant transmise à la chambre 99 au servomoteur par les conduites et canalisations 32 et le passage 98. D'autre part, le piston 95 possède une face annulaire 100 située dans la chambre de compensation 101, cette face ayant une aire utile dépassant celle de la face 96.
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Le piston 95 est muni d'une queue 103; la face 102 de celle-ci contient l'embouchure d'un canal longitudinal 104 qui dé- bouohe d'une part dans la chambre de compensation 100 par plusieurs orifices 105, et d'autre part dans la chambre 99 du servomoteur par un passage 106 muni d'un étranglement.
Vis-à-vis de la face 102 de la queue 103 et coopérant avec elle se trouve la face 107 du piston de commande 108, sur laquelle agit le ressort 109. La face opposée du piston 108 est située dans le cylindre de commande 110, relié par la conduite 111 au passage 9 en amont de l'orifice 12.
Dans une partie de sa course, le manchon 75 du régulateur à masselottes centrifuges touche l'extrémité de la tige 112 solidaire d'un piston 113 qui coulisse dans un
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lindre formé 'aces PI cylindre forme par le moyeu de la roue dentée 71. Les feace" de ce piston 113 se trouvent l'une dans la chambre 114 reliée au passage 8 par les conduites 111 et 115, et l'autre dans la chambre 116 qui communique avec la chambre de refoulement 87 par l'intermédiaire du passage 117 et de la canalisation 32.
Pour autant que le manchon 75 se trouve en contact avec la tige 112, il subira donc l'influence et de la pression du combustible de réglage en amont du régleur de pression et de sa pression en amont de l'orifice 12. Une butée 118 limite la course du piston 113 pour éviter que la tige 112 ne soit en contact avec le manchon 75 dans la partie de la course de ce dernier qui correspond à un débit fortement ré- duit de la pompe d'injection.
Pour augmenter la vitesse du moteur on actionne le tringlage 84 de façon à comprimer le ressort 12 jusqu'à ce que la force centrifuge agissant en cet instant sur
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les masselottes 70 soit surmontée et que le manchon 75 du régulateur se déplace vers la tige 112. Le piston de travail 29 du servomoteur suit le manchon 75 et déplace la tige de réglage 26 de façon à augmenter le débit de la pompe d'in- jection. Alors la puissance du moteur s'accroit et accelère celui-ci jusqu'à la vitesse où les masselottes 70 sont déplacées par la force centrifuge en comprimant le ressort 78.
Le manchon 75 se meut alors vers le piston 29, et celui-ci déplace la tige 26 de façon à réduire le débit de la pompe d'injection et à interrompre l'accélération du moteur.
Pendant celle-ci, la pression augmente dans le cylindre de commande 110, et le piston 10.8 se déplace en comprimant le ressort 109. Ce déplacement provoque un mouve- ment correspondant de la tige 94 qui avance l'instant de l'injection par rapport au mouvement des organes moteurs.
La pression sensiblement constante dans la chambre de refoalemant 87 étaht nécessairement plus élevée que la pression variable dans le passage 8 en aval du régleur de presslon, le piston 113 reste en contact avec la butée 118 tant que le débit de la pompe est petit et que le manchon 75 ne touche pas la tige 112. Dès que le débit est augmenté et que le manchon 75 atteint la tige 112, celle-ci transmet au manchon 75 une force opposée à celle du ressort 78 et qui dépend de la différence des pressions régnant dans les chambres% et 116. Cette différence diminue quand la vitesse du moteur augmente, car la pression en 116 est sensiblement constante, tandis que celle en 114 s'accroît avec la vitesse.
Quand la tringle de commande 84 est amenée dans la position où la bague 86 touche la butée fixe 85, la
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force du ressort 78 ne suffit pas à déplacer la tige 112 en éloignant le piston 113 de sa butée 118. Si par contre le moteur dépasse une certaine vitesse, la force résultant des pressions dans les chambres 114 et 116 et de la force centrifuge agissant sur les masselottes 70 tombera trop bas pour arrêter le manchon 75 au contact de la tige 112.
Celle-ci sera donc déplacée par le manchon 75 et permettra, par rapport aux faibles vitesses, un déplacement supplémen- taire de la tige 26 dans le sens de l'augmentation du débit de la pompe d'injection.
Dans les pompes d'injection dont le degré de remplissage à l'aspiration diminue lorsque la vitesse du moteur augmente, on peut ainsi maintenir le débit maximum désiré. Suivant les applications, le dispositif décrit en dernier lieu peut aussi servir à obtenir un supplément de débit de la pompe d'injection et de la puissance du moteur à pleine vitesse tout en limitant le débit de la pompe d'injection à vitesse réduite.
Inversement, il y a des cas où l'on désire ré- duire le débit de la pompe d'injection aux vitesses 'élevées du moteur p.ex. pour éviter la fumée à l'échappement. Le être dispositif décrit pourrait alors/modifié en reliant la chambre 116 au passage 8 en amont de l'orifice 12 et la chambre 114 à la chambre de refoulement 87 en amont du régleur de pression. En outre, le piston 115 et la tige 112 devraient être modifiés dans leurs proportions de façon à ce que le piston 113 présente, dans la chambre 116, une face ayant une aire efficace plus élevée que la face cor- respondante dans la chambre 114.
Alors la tige 112 admettrait
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la course maxima du manchon 75 et par conséquent de la tige 26 aux petites vitesses du moteur, et cette course serait progres- sivement réduite aux grandes vitesses.