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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'INVENTION Dispositif pour obtenir automatiquement le dosage constant du mélange, sous toute condition de fonctionnement, des moteurs à explosions alimentés par injection électromagnétique.
La présente invention a pour objet un dispositif pour obtenir automatiquement le dosage constant du mélange, sous n'importe quelle condition de fonctionnement, des moteurs à explosion alimentés par injection électromagnétique.
Le dispositif suivant l'invention se caractérise essentiellement par le fait qu'il comporte, eh combinaison, une série d'injecteurs électromagnétiques, au moins une pompe volumétrique pour l'alimentation des dits injecteurs, des moyens de dosage. du débit, installés entre l'aspiration et le refoulement de la dite pompe, des moyens pour régler les dits moyens de dosage moyennant des moyens manométriques et. des moyens dépendants de la vitesse du moteur et influençant l'organe interrupteur du circuit qui
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contrôle l'enroulement électrique de l'injecteur électromagnétique.
L'invention sera maintenant expliquée, en se référant à titre d'exemple indicatif et non limitatif de la portée de l'invention au dessin annexé dans lequel :
La figure 1 est une vue substantiellement schématique d'une forme d'exécution du dispositif appliqué à un moteur.
La figure 2 en est un détail.
En se référant au dessin, 1 indique un injecteur à commande électromagnétique du type conforme à d'autres brevets des mêmes inventeurs.
Le combustible est fourni à l'injecteur 1 par une pompe 5 du type volumétrique par exemple à engrenages, commandée par le moteur même M et par suite à débit proportionnel à la vitesse du moteur.
Entre refoulement et aspiration de la pompe est disposé un by-pass 6 destiné à faire varier le débit indépendamment de la vitesse. La pompe 5 aspire le carburant du réservoir 7 à travers le tube 8 et le renvoie à l'injecteur 1 ou à la série d'injecteurs qui desservent les différents cylindres du moteur, à travers la tuyauterie 9. Le by-pass 6 est influencé par une capsule manométrique à soufflet 10, laquelle est intérieurement en communication constante avec la conduite 21 de la soupape d'alimentation, moyennant le petit tube 11. La dite capsule agit sur le by-pass par une tringle 12 reliée au levier 13 à point d'appui en 13', de façon à diminuer le débit (en déchargeant dans l'aspiration une partie du carburant pompé) avec la diminution de la pression absolue de l'alimentation de l'air (c'est-à-dire avec l'augmentation de la dépression).
14 désigne un distributeur du courant aux injecteurs, d'un type comportant des moyens pour varier la durée angulaire de fermeture des contacts, comme par exemple, celui suivant le brevet italien 353.902 des mêmes inventeurs, le dit distributeur étant commandé par le moteur.
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Le courant provient de la batterie 15 quand, naturellement, l'interrupteur 16 est fermé. Un régulateur 17 à. force centrifuge commandé par le moteur agit par la tringle la et le levier 19 sur le distributeur 14, de façon à varier la durée angulaire de fermeture des contacta proportionnellement à la vitesse du moteur, en la rendant ainsi constante dans le temps.
Si la durée angulaire de fermeture des contacts se maintient constante aux différents régimes, la durée dans le temps varie évidemment en raison inverse de la vitesse. du moteur et par conséquent, quand la vitesse du moteur augmente, la pression du carburant dans les injecteurs augmente également, puisque le temps d'injection diminue, tandis qu'augmente le débit de la pompe (.qui est volumétrique).
Donc, si la pression d'alimentation du combustible est très basse au démarrage, elle devient très haute à la plus grande vitesse du moteur ; ceci provoque un abaissement excessif du rendement volumétrique de la pompe (par augmentation des fuites. par les jeux existants), une usure rapide de la pompe (avec par conséquent, augmentation des jeux), une forte diminution du coefficient du débit des tuyères et leur usure plus rapide (par augmentation de la vitesse du débit), une injection trop pénétrante (avec choc du combustible pulvérisé contre les parois et reconstitution de grosses gouttes) et une plus grande difficulté d'étanchéité des tuyauteries et des raccords.
L'adoption du régulateur centrifuge en combinaison avec les autres éléments du dispositif élimine tous les inconvénients énumérés, en en supprimant la cause, qui est l'augmentation de la pression. En effet, tandis que la pompe volumétrique pourvoit automatiquement à fournir le carburant proportionnellement à la vitesse du moteur, le régulateur centrifuge pourvoit automatique- ment à maintenir constante dans le temps la durée de l'injection, de façon que la pression du carburant reste constante.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
Quand les variations du régime du moteur (à obturateur d'air
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20 constamment ouvert) sont imposées par des variations de la charge extérieure, tel le cas de la courbe de puissance, les quantités d'air et de combustible pour chaque course d'alimentation du moteur se maintiennent constantes et par suite le dosage du mélange se maintient constant.
La légère diminution de remplissage en air des cylindres, qui se vérifie en augmentant la vitesse du moteur, par suite de l'augmentation des frottements dans la tuyauterie, crée une légère augmentation de la dépression dans la tuyauterie même et par suite dans la capsule manométrique 10. Cette dernière se raccourcit, agit sur le by-pass 6 de la pompe et provoque la diminution du débit de la pompe même.
Quand les variations de régime du moteur sont obtenues par la variation de l'alimentation de l'air par action sur l'obturateur 20 (tel est le cas de la course d'utilisation) la capsule manométrique 10 a une action prépondérante, puisque dans ce cas la variation de la dépression est très forte : plus on ferme l'obturateur de l'air 20, plus augmente la dépression dans la conduite d'alimentation 21 et plus la capsule 10 ouvre le by-pass 6 diminuant l'alimentation du carburant.
Dans le cas où le moteur est suralimenté par compresseur, le dispositif décrit reste le même ;la capsule est toujours soumise à des dépressions et à des pressions, ce qui signifie simplement que la variation de la pression absolue d'alimentation d'air est plus grande. Il suffira dans ce cas que la capsule 10 soit adéquatement dimensionnée et réglée pour satisfaire au principe général que la variation totale de sa longueur produise dans le distributeur la variation totale de durée de fermeture des contacts.
En considérant le fonctionnement du système pour les variations soudaines de régime (reprises et accélérations), on observe que lors de l'ouverture très rapide de l'obturateur d'air, tandis que le remplissage en air des cylindres devient immédiatement com-
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plet, l'alimentation du combustible reste en défaut, puisque cette dernière ne peut augmenter que par suite de l'accélération du moteur, c'est-à-dire de la pompe et du régulateur centrifuge ; le défaut est diminué par le fait que la diminution simultanée de la dépression dans la conduite, 21 s'accentue forte-ment et la capsule 10 ferme le by-pass 6. Mais cela n'est pas suffisant et la reprise aura quelques hésitations à cause de la pauvreté excessive du mé- lange..
Pour éliminer cet inconvénient, il suffit .de disposer, surla tuyauterie 9 d'alimentation du combustible sous pression et en communication avec cette dernière, une chambre hermétique. 22 (figure 2).
Dans cette chambre, il s'établit, pendant le fonctionnement normal, un niveau de carburant au-dessus duquel il reste de l'air comprimé à la même pression. Si l'on suppose que le moteur est à bas régime, en ouvrant rapidement l'obturateur d'air, le débit de ce dernier devient complet, comme il a été. dit, et la réserve de carburant- contenue dans la chambre.22., poussée. par la pression de l'air qui se trouve au-dessus du liquide, permet au moteur d'accélérer d'une quantité suffisante pour permettre à la pompe d'augmenter son débit, aidé.e en cela par la fermeture automatique du by-pass : la réserve de combustible dans la chancre 22 se. reconstituera automatiquement et rapidement.
Quand la fermeture très rapide de l'obturateur de l'air se réalise, on remarque que, tandis que l'alimentation de l'air cesse immédiatement et presque complètement, l'alimentation du combustible continue à être forte, ne pouvant diminuer que par suite du ralentissement du moteur, c'est-à-dire. de la pompe et du régulateur centrifuge. ce défaut est suffisamment compensé par le fait que la dépression du moteur 21 augmente fortement et la capsule 10 ouvre complètement le by-pass de la pompe, en réduisant presque à zéro l'alimentation du combustible.
Considérons enfin la façon de se comporter de la chambre 22
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à l'arrêt et au démarrage successif du moteur.
L'arrêt d'un moteur à injection électromagnétique s'obtient exclusivement en enlevant le courant aux injecteurs. Au moment où l'on enlève le courant, la pression du combustible dans les tuyauteries monte, parce que les injecteurs restent fermés, tandis que la pompe continue à tourner, bien qu'en ralentissant ; si au moment où le moteur s'arrête, on ferme le robinet 23, la communication entre la tuyauterie 9 et la chambre 22 étant interceptée, on pourra conserver dans cette chambre une réserve de combustible sous pression qui sera très utile pour faire partir le moteur avec facilités même après un long arrët,sans avoir recours à des moyens extérieurs. Il suffit en effet d'ouvrir le robinet au moment opportun, pendant que le moteur tourne doucement par effet du petit moteur de démarrage et que la pompe a un débit trop petit.
Il est bien entendu qu'en pratique les détails d'exécution et d'application pourront varier de n'importe quelle fagon sans sortir du domaine de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif pour obtenir automatiquement le dosage constant du mélange sous n'importe quelle condition de fonctionnement des moteurs à explosion alimentés par injection électromagnétique, caractérisé par le fait qu'il comporte en combinaison une série d'injecteurs électromagnétiques, débitant dans les conduites d'aspiration d'air, au moins une pompe volumétrique pour l'alimentation des dits injecteurs, des moyens de dosage du débit, installés entre l'aspiration et le refoulement de la dite pompe, des moyens pour régler les dits moyens de dosage, suivant la pression existante dans la conduite d'aspiration d'air et des moyens dépendant de la vitesse du moteur et influençant l'organe interrupteur du circuit qui contrôle l'enroulement électrique de l'injecteur électromagnétique.
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DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of a PATENT OF INVENTION APPLICATION Device for automatically obtaining the constant dosage of the mixture, under any operating condition, of explosion engines supplied by electromagnetic injection.
The present invention relates to a device for automatically obtaining the constant dosage of the mixture, under any operating condition, of internal combustion engines powered by electromagnetic injection.
The device according to the invention is essentially characterized by the fact that it comprises, in combination, a series of electromagnetic injectors, at least one positive displacement pump for supplying said injectors, metering means. of the flow, installed between the suction and the discharge of said pump, means for adjusting said metering means by means of manometric means and. means dependent on the speed of the motor and influencing the switch member of the circuit which
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controls the electrical winding of the electromagnetic injector.
The invention will now be explained, with reference by way of indicative and non-limiting example of the scope of the invention to the appended drawing in which:
FIG. 1 is a substantially schematic view of an embodiment of the device applied to a motor.
Figure 2 is a detail.
Referring to the drawing, 1 indicates an electromagnetically controlled injector of the type according to other patents of the same inventors.
The fuel is supplied to the injector 1 by a pump 5 of the positive displacement type, for example with gears, controlled by the same engine M and therefore at a flow rate proportional to the speed of the engine.
Between the discharge and the suction of the pump is arranged a bypass 6 intended to vary the flow rate independently of the speed. The pump 5 sucks the fuel from the tank 7 through the tube 8 and sends it back to the injector 1 or to the series of injectors which serve the different cylinders of the engine, through the pipe 9. The bypass 6 is influenced. by a manometric bellows capsule 10, which is internally in constant communication with the pipe 21 of the supply valve, by means of the small tube 11. Said capsule acts on the bypass by a rod 12 connected to the lever 13 at the point support at 13 ', so as to reduce the flow (by discharging part of the pumped fuel into the suction) with the reduction in the absolute pressure of the air supply (i.e. with increased depression).
14 designates a distributor of the current to the injectors, of a type comprising means for varying the angular duration of closing of the contacts, such as, for example, that according to Italian patent 353,902 by the same inventors, said distributor being controlled by the motor.
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Current comes from battery 15 when, of course, switch 16 is closed. A regulator 17 to. centrifugal force controlled by the motor acts by the rod 1a and the lever 19 on the distributor 14, so as to vary the angular duration of the contacta closing in proportion to the speed of the motor, thus making it constant over time.
If the angular contact closing time is kept constant at the different speeds, the time obviously varies inversely with the speed. of the engine and consequently, when the engine speed increases, the fuel pressure in the injectors also increases, since the injection time decreases, while the pump flow rate increases (which is volumetric).
Therefore, if the fuel supply pressure is very low at start-up, it becomes very high at the highest engine speed; this causes an excessive reduction in the volumetric efficiency of the pump (by increasing leaks due to the existing clearances), rapid wear of the pump (with consequently an increase in clearances), a sharp decrease in the coefficient of the flow rate of the nozzles and their more rapid wear (by increasing the speed of the flow), too penetrating injection (with impact of the atomized fuel against the walls and reconstitution of large drops) and greater difficulty in sealing the pipes and fittings.
The adoption of the centrifugal regulator in combination with the other elements of the device eliminates all the listed disadvantages, eliminating the cause, which is the increase in pressure. In fact, while the positive displacement pump automatically supplies fuel in proportion to the engine speed, the centrifugal governor automatically maintains the duration of the injection constant over time, so that the fuel pressure remains constant. .
The operation of the device is as follows:
When variations in engine speed (with air shutter
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20 constantly open) are imposed by variations in the external load, as in the case of the power curve, the quantities of air and fuel for each supply stroke of the engine are kept constant and consequently the dosage of the mixture is maintained. keeps constant.
The slight decrease in the air filling of the cylinders, which is verified by increasing the speed of the engine, as a result of the increase in friction in the piping, creates a slight increase in the vacuum in the piping itself and consequently in the manometric capsule. 10. The latter is shortened, acts on bypass 6 of the pump and causes a reduction in the flow rate of the pump itself.
When the variations in engine speed are obtained by the variation of the air supply by action on the shutter 20 (such is the case of the use stroke) the manometric capsule 10 has a predominant action, since in In this case, the variation in the vacuum is very strong: the more the air shutter 20 is closed, the more the vacuum in the supply pipe 21 increases and the more the capsule 10 opens the bypass 6 reducing the supply to the fuel.
In the event that the engine is supercharged by a compressor, the device described remains the same; the capsule is always subjected to depressions and pressures, which simply means that the variation in the absolute pressure of the air supply is more big. In this case, it will suffice for the capsule 10 to be suitably sized and adjusted to satisfy the general principle that the total variation in its length produces in the distributor the total variation in the duration of the contact closure.
Considering the operation of the system for sudden variations in speed (pick-ups and accelerations), we observe that when the air shutter opens very quickly, while the air filling of the cylinders becomes immediately com-
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Plet, the fuel supply remains faulty, since the latter can only increase as a result of the acceleration of the engine, that is to say of the pump and the centrifugal governor; the defect is reduced by the fact that the simultaneous decrease in the depression in the pipe, 21 is strongly accentuated and the capsule 10 closes the bypass 6. But this is not sufficient and the recovery will have some hesitation in because of the excessive poverty of the mixture.
To eliminate this drawback, it suffices to have, on the pipe 9 for supplying the fuel under pressure and in communication with the latter, a sealed chamber. 22 (figure 2).
In this chamber, during normal operation, a fuel level is established above which compressed air remains at the same pressure. If we assume that the engine is at low speed, quickly opening the air shutter, the flow of the latter becomes full, as it was. said, and the fuel reserve- contained in the chamber. 22., thrust. by the pressure of the air which is above the liquid, allows the motor to accelerate by a sufficient quantity to allow the pump to increase its flow, aided in this by the automatic closing of the by- pass: the fuel reserve in the canker 22 se. will restore automatically and quickly.
When the air shutter closes very quickly, we notice that, while the air supply ceases immediately and almost completely, the fuel supply continues to be strong, being able to decrease only by following the engine slowdown, ie. pump and centrifugal governor. this defect is sufficiently compensated by the fact that the vacuum of the engine 21 increases sharply and the capsule 10 completely opens the bypass of the pump, reducing the fuel supply to almost zero.
Let us finally consider the way of behaving of the room 22
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when the engine is stopped and started.
Stopping an electromagnetic injection engine is achieved exclusively by removing current from the injectors. When the current is removed, the fuel pressure in the pipes rises, because the injectors remain closed, while the pump continues to run, although slowing down; if, when the engine stops, the valve 23 is closed, the communication between the piping 9 and the chamber 22 being intercepted, we can keep in this chamber a reserve of pressurized fuel which will be very useful for starting the engine with facilities even after a long stop, without having recourse to external means. It suffices to open the valve at the appropriate moment, while the motor turns slowly by the effect of the small starter motor and the pump has a too small flow.
It is understood that in practice the details of execution and application may vary in any way without departing from the scope of the invention.
CLAIMS.
1. Device for automatically obtaining the constant dosage of the mixture under any operating condition of internal combustion engines supplied by electromagnetic injection, characterized by the fact that it comprises in combination a series of electromagnetic injectors, outputting in the conduits of air suction, at least one positive displacement pump for supplying said injectors, flow metering means, installed between the suction and delivery of said pump, means for adjusting said metering means, according to the pressure existing in the air suction line and means depending on the speed of the engine and influencing the switch member of the circuit which controls the electrical winding of the electromagnetic injector.