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Perfectionnements aux pompes d'injection.
La présente invention concerne les pompes d'injec- tion à piston, et en particulier celles destinées à l'alimen- tation des moteurs à combustion interne.
On connaît déjà des pompes de ce genre qui débitent des liquides non lubrifiants tels que de,l'essence, et dont le graissage est assuré par de l'huile maintenue sous pression à l'aide d'une pompe auxiliaire à piston, dont chaque piston est associé à un piston de la pompe principale, chaque couple de pistons étant actionné par une commande mécanique en anta- gonisme à des ressorts qui produisent les courses de rappel.
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La pompe suivant l'invention est du type précité et est remarquable notamment en ce que la tête du piston auxiliaire est perforée pour faire accéder l'huile dans une gorge latérale de son cylindre (ou du piston lui-même) la- quelle gorge communique par un canal avec une gorge du cy- lindre dans lequel se déplace le piston principal pourvu lui-même d'une rainure de graissage qui, pendant le mouve- ment de va et vient du piston, communique constamment avec la gorge du cylindre principal alimentée en huile sous pres- sion; l'aménagement du cylindre et du piston de la pompe principale étant analogue à celui de la pompe auxiliaire, avec cette différence toutefois que le piston principal n'est pas perforé ;
le mouvement de chaque couple de pistons étant commandé par des leviers qu'actionne une came unique, ce qui maintient dans un rapport constant le mouvement des deux pistons conjugués.
Le cylindre auxiliaire est alimenté en huile sous pression par des lumières débouchant dans un même plan hori- zontal à une distance convenable au-dessous du point mort haut du piston. La pression de l'huile est réglée de manière telle que tout l'espace libre du cylindre se remplisse aus- sitôt les lumières découvertes par le piston dans sa course d'aspiration, tout en permettant le renvoi de l'huile dans le réservoir d'alimentation jusqu'au moment où, dans sa course de retour, le piston obture à nouveau les lumières pour refou- ler ensuite l'huile au travers d'un orifice placé au fond du cylindre et obturé par une soupape tarée de façon à ne s'ou- vrir qu'au moment précité.
La même disposition est appliquée dans la pompe principale.
Cet agencement permet d'utiliser la pompe auxiliai- re non seulement comme générateur de pression d'huile mais @
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aussi comme seconde pompe d'alimentation. Ceci augmente consi- dérablement le champ d'application de l'invention, chaque couple d'éléments constituant une pompe double susceptible d'être utilisée pour l'injection simultanée de quantités exactement dosées d'un liquide lubrifiant (huile de graissa- ge, pétrole, etc...) et d'un liquide non lubrifiant (essence, eau, alcool, antidétonants, etc...)
Des moyens sont, en outre, prévus pour faire va- rier la quantité de liquide injectée par chaque piston.
Ces moyens comprennent, d'une manière connue en soi, des bu- tées disposées excentriquement sur des arbres tournants pour- vus de commandes appropriées (manette., pédale, régulateurs automatiques, etc...) lesdites butées servant à déterminer, par l'intermédiaire des leviers, la position initiale des pistons, et, par suite, la longueur de leur course de refou- lement au-delà des orifices deslumières d'admission.
Dans une variante, les deux pistons de chaque cou- ple sont commandés par un levier articulé unique dont un seul des éléments est contrôlé dans son mouvement par une butée excentrique, comme dans le cas précédent.
Lorsque la pompe est utilisée seulement pour l'in- jection d'un liquide unique non lubrifiant, tous les pistons de graissage débitent, suivant une particularité de l'inven- tion, dans un collecteur commun pourvu d'une soupape de dé- charge qui y maintient une pression rigoureusement constante.
Le tarage du ressort de cette soupape, qui peut avantageuse- ment être constituée par un injecteur à aiguille, de type connu, détermine la pression de l'huile de graissage des pis- tons principaux.
Quand on se propose d'injecter simultanément deux liquides dont l'un n'est pas lubrifiant, de l'huile et de l'eau, par exemple, on assure, suivant l'invention, le graissage de -
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l'aiguille de l'injecteur d'eau au moyen d'une dérivation prise sur le tuyau alimentant l'injecteur d'huile. Cette dérivation sera reliée à une gorge pratiquée dans l'aiguille de l'injecteur d'eau.
Il est avantageux de régler la pompe de telle façon que la pression s'exerce sur le lubrifiant un peu plus tôt que sur le liquide du cylindre principal, ce liquide devant être soumis à une pression légèrement inférieure à l'autre pour que les parois dp cylindre principal ne soient pas dé- graissées sous l'effet d'un suintement intempestif du liquide faute de pression d'huile.
Pour permettre, lorsque le moteur tourne au ralenti, de maintenir l'injection dans certains cylindres d'un moteur multicylindrique alors qu'elle est coupée dans les autres, la pompe comporte, suivant l'invention, des butées à vis réglables empêchant les leviers de commande des pistons qui doivent continuer à fonctionner au ralenti, de descendre au- dessous d'une position déterminée, alors que l'ensemble des butées excentriques est calé dans une position uniforme pour laquelle l'injection est coupée sur tous les cylindres non munis de butées à vis.
La pompe suivant l'invention assure :
1 ) le graissage des cylindres et pistons et celui de l'aiguille d'injecteur devant débiter des liquides non lubrifiants tels que : eau, alcool, etc... sous une très forte pression pouvant atteindre plusieurs centaines d'atmosphères,
2 ) l'injection, en quantité exactement dosée, d' eau, d'antidétonants ou de tous autres liquides secondaires ne se mélangeant pas au combustible principal, et cela en pro- portions égales ou non à celle de ce dernier, et variables à - volonté ;
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3 ) La suppression de l'usure du haut des cylindres des pistons et des segments des moteurs à combustion interne par graissage insuffisant.
L'injection d'huile de graissage est particulièrement avantageuse au moment du démarrage à froid, lorsque les parois du cylindre et les segments sont secs, car l'usure des organes sus-mentionnés provient prin- cipalement du frottement accrû qui se produit pendant cette période où la circulation d'huile du moteur n'est pas encore établie;
4 ) en même temps que l'injection d'un combustible non lubrifiant, une source de pression et de débit d'huile nécessaire aux commandes hydrauliques des accessoires : freins,amortisseurs, régulateurs, dérives, volets, etc... du véhicu- le sur lequel est éventuellement monté le moteur muni de la pompe suivant l'invention.
5 ) La possibilité d'annuler l'injection du combus- tible dans certains cylindres dans un moteur polycylindrique en vue d'obtenir une marche correcte et stable au ralenti.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, non limitatif : la fig. 1 est une coupe schématique, prise suivant les axes d'un couple de pistons, d'une pompe incorporant les perfectionnements suivant l'invention, et montre la forme de réalisation de la pompe pourvue d'un dispositif de dosage in- dépendant pour chacun des deux liquides;
La fig. 2 est un plan partiel montrant la commande des pistons avec les dispositifs de dosage; la fig. 3 est une coupe axiale d'une forme de réali- sation de la pompe pourvue d'un dispositif de dosage pour le
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combustible non lubrifiant seulement, le débit du piston d'huile restant constant; la fig. 4 est un plan partiel montrant la commande des pistons et le dispositif du dosage de la pompe de la fig.3 ;
les figs. 5 et 5bis sont des coupes axiales sché- matiques à plus grande échelle, d'un couple de pistons et servant à illustrer le principe du dosage; la fig.6 est une vue schématique d'un moteur équi- pé avec une pompe suivant l'invention, et montre le système d'injection simultanée de deux combustibles et le circuit de graissage de l'injecteur débitant un liquide non lubrifiant; la fig. 7 est une vue schématique d'un moteur équi- pé avec une pompe suivant l'invention, et montre le branche- ment du circuit de graissage des injecteurs et la soupape de décharge débitant dans le réservoir d'alimentation en huile.
'Dans ce cas, la pompe est constituée par la variante de cons- truction où il n'y a qu'un seul liquide d'injecté, tous les pistons auxiliaires débitant dans un collecteur commun relié au circuit de graissage des injecteurs, à la soupape de dé- charge, et éventuellement au départ d'huile pour les comman- des hydrauliques des accessoires.
Sur le dessin, Ia désigne un corps de pompe dans lequel sont fixés le raccord I d'arrivée du liquide non lubrifiant (que l'on supposera, dans ce qui suit, être de l'essence) et le raccord 2 d'arrivée du lubrifiant (huile, pétrole, etc...) Ces raccords débitent respectivement dans des cavités annulaires 2b et 2c qui communiquent avec les cylindres à essence 5 et à huile 6 par des séries de lu- mière 3 débouchant dans un mëme plan horizontal de chaque cylindre, à une distance appropriée au-dessus du point mort
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haut le plus élevé des pistons à course réglable 8 et 9.
Ceux-ci sont sollicités vers le bas par des ressorts 4 prenant appui, d'une part, sur le corps de pompe la, et, d'autre part, sur des portées 4a des pistons.
Chaque cylindre comporte, dans son fond supérieur, un orifice de refoulement 10a, dont l'ouverture est comman- dée par une soupape 10 sollicitée par un ressort 11. Dans la tête du piston à huile 9 est pratiquée une forure axiale 12 qui, par l'intermédiaire de trous radiaux 13 fait commu- niquer l'huile au contact de la face antérieure 7 du piston avec une gorge 14 ménagée dans le cylindre 6, ou dans le pis- ton 9 lui-même. Celle-ci est reliée à une gorge analogue 15 du cylindre principal 8 par un canal d'intercommunication 16.
La longueur de la gorge 14 est choisie de façon que les orifices des lumières 13 restent constamment en regard de ladite gorge pendant le mouvement de va et vient du piston- auxiliaire 9. Quant au piston principal, il présente lui- même une gorge 17 qui communique constamment avec la gorge à huile 15 pendant la marche de la pompe, de façon à véhi- culer l'huile le long des parois du cylindre à essence et à assurer une lubrification parfaite.
La pression des liquides introduits dans les deux cylindres doit être suffisante pour remplir tout l'espace libre de ceux-ci dès que, dans leur course descendante pro- voquée par les ressorts 4, les pistons découvrent les lu- mières 3.
Toutefois, cette pression doit être choisie de façon à permettre le renvoi des liquides dans les réser- voirs pendant la course de retour des pistons jusqu'au mo- ment où ceux-ci recouvrent à nouveau les lumières 3.
De plus, les ressorts 11 des soupapes 10 doi- vent être tarés de façon à ne permettre l'ouverture des
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orifices 10a qu'à partir de ce moment-là.
Le mouvement des pistons 8 et 9 en antagonisme aux ressorts 4 est commandé par des leviers 18 et 18a, pivotant autour d'axes 18c et 18d. Ces leviers actionnent les pistons 8 et 9 par l'intermédiaire de poussoirs 18g coulissant dans les alésages 18h du carter. Chaque pous- soir présente deux cuvettes sphériques, l'une sur sa face supérieure, l'autre sur sa face inférieure. Dans ces cu- vettes se placent des billes 18e et 18f pourvues de méplats par lesquels elles s'appuient, l'une sur le levier de commande, et l'autre sur le piston correspondant.
Pendant la marche,les méplats des billes 18e restent constamment appliqués sur les leviers de commande, tandis que les billes tournent dans les poussoirs en y suivant les inclinaisons des leviers.
Cette diposition a pour but d'empêcher l'ovalisa- tion des cylindres et l'usure des pistons sous l'effet de poussées latérales engendrées par les leviers.
Les billes supérieures 18f évitent l'usure des pistons et des cylindres qui pourrait être causée par un défaut de parallélisme entre l'alésage 18h, et celui du cylindre du piston correspondant.
La transmission par poussoir à billes empêche aussi, grâce aux grandes surfaces de contact constituées par les méplats des billes, tout matage des extrémités des pistons, susceptibles de provoquer un déréglage de la pompe.
Une came 19 d'un arbre 19a, assure la manoeuvre des leviers doubles par l'intermédiaire de galets 20 au- tour desquels les deux éléments de chaque levier sont arti- culés.
En vue de rendre possible une variation du débit de chaque cylindre de la pompe, il est prévu des butées dé-
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plaçables 22, 22a, qui déterminent la course des leviers de commande des pistons. Ces butées sont prises dans des arbres
22c, 22d, qu'on peut faire pivoter au moyen d'une manette, d'une pédale, ou encore d'un régulateur automatique, en vue d'obtenir à chaque instant pour chaque cylindre de la pompe une valeur de débit correspondant aux besoins du moteur ou autre machine alimentée par la pompe.
Lorsque la pompe est utilisée pour l'injection d'un liquide unique, non lubrifiant, c'est-à-dire dans le cas où le piston auxiliaire 9 ne sert qu'à maintenir la pression d'huile sur le piston principal 8, la commande de deux pistons peut être réalisée par un levier articulé uni- que 24 (fig.3) qui pivote autour d'un axe 23, le deuxième arbre à excentrique 22a est alors supprimé.
On a indiqué plus haut que le refoulement des li- quides au travers des orifices 10a commence seulement après que les pistons ont recouvert les lumières 3. Pour annuler le débit d'une pompe ou d'un couple de pompes, il suffit donc d'arrêter, au niveau du bord supérieur des lumières 3, la course ascendante des pistons correspondants.
Ceci est réalisé à l'aide des butées excentriques 22 et 22a qu'on cale à la position voulue (représentée en trait interrompu sur la fig. 3) en vue d'obtenir pour le pis- ton considéré une course de refoulement déterminée au-delà des lumières 3.
L'ensemble du mécanisme est protégé par un carter 25a, fixé de manière amovible sur le bloc la. La canalisation
26 reliant l'orifice de sortie 10a de l'essence à un injecteur 27 est visible sur la figure 6 où 39 désigne le moteur auquel est adjointe la pompe suivant l'invention. L'huile est ache- minée à son injecteur 30 par un tube 29, sur lequel se greffe un raccord 28 destiné à assurer le graissage de l'aiguille de l'injecteur d'essence 27.
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Sur les figures 3 et 7, 31 désigne un collec- teur commun à tous les cylindres à lubrifiant de la pompe qui est supposée comprendre plusieurs couples de pistons conjugués analogues à celui des Figs. 1 et 3. Sur ce collec- teur sont branchés les tubes de graissage et la soupape de décharge 33 qui peut être avantageusement constituée par un injecteur de type connu. Cette soupape est alimentée par le tuyau 34 grâce auquel le lubrifiant retourne au ré- servoir 35. Des tuyauteries pour les commandes hydrauliques des accessoires, non représentés sur la figure, peuvent également être branchées sur le collecteur 31.
36 désigne le tuyau d'alimentation de la pompe en lubrifiant et 37 (fig. 7) une manette de commande des arbres portant les butées excentriques 22 de la fig.3.
Dans la forme de réalisation de la pompe repré- sentée sur les figures 1 et 6, les deux manettes 37 peuvent être réunies par une liaison quelconque appropriée 38. Cette liaison pourra être réalisée de façon à régler le débit des cylindres de chaque couple dans une proportion donnée l'un par rapport à l'autre.
Le fonctionnement est le suivant:
La'rotation de la came 19 détermine le mouvement des pistons 8 et 9. Lorsque les pistons, dans leur mouve- ment descendant provoqué par les ressorts 4, découvrent les lumières 3, les liquides pénètrent dans leurs cylindres respectifs par les raccords 1 et 2, et par les lumières 3.
Une faible pression suffit pour remplir les cylindres. Pen- dant le mouvement ascendant des pistons (Figs. 1 et 5) les soupapes 10 restent fermées tant que les lumières 3 ne sont pas recouvertes; jusqu'à de moment les liquides font sim- plement retour par les lumières 3 à leurs réservoirs respec- tifs.
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Aussitôt les lumières recouvertes (Fig.5bis) Les ressorts 11 cèdent, l'injection commence, et un volume de liquide correspondant à la course du piston effectuée au- delà du bord supérieur des lumières 3 est expulsé sous pres- sion vers l'injecteur. Dès le premier mouvement descendant du piston, la pression tombe et les soupapes 10, poussées par les ressorts 11, ferment les orifices d'injection 10a.
L'huile qui se trouve dans la gorge 15 du cylin- dre principal et dans la gorge 17 du piston 8 est mise sous pression aussitôt que le piston 9 a recouvert les lu- mières 3. Le lubrifiant se trouvant sous pression dans la gorge 17 est véhiculé par le piston 8 tout le long de son trajet, assurant ainsi la lubrification du cylindre 5 et du piston 8. La gorge 17 du piston 8 reste toujours en commu- nication avec la gorge 15 du cylindre 5. De même, les trous radiaux 13 du piston 9 restent en communication avec la gorge 14, pour toutes les positions du piston 9. Les posi- tions initiales des pistons sont déterminées de façon que la pression de l'huile précède celle de l'essence, afin d'éviter tout suintement dû à un défaut de pression d'huile, ainsi qu'on l'a indiqué précédemment.
En relevant, à l'aide des manettes 37, les butées des arbres excentriques 22 dans le sens des flèches X, on augmente la course des pistons effectuée au-dessus des lu- mières 3 et par conséquent aussi la quantité de liquide ex- pulsée par l'injecteur. Le déplacement des butées excentri- ques 22 en sens inverse diminue le débit. Lorsqu'on fixe la position initiale du levier 18 à l'aide de la butée à vis 25 agissant sur son extrémité 21, un décalage ultérieur de l'excentrique 22 dans le sens inverse de la flèche X au- dessous de la limite déterminée par la vis 25, n'effectue plus aucune variation dans le débit.
Si, au contraire, la
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butée à vis est maintenue à l'écart du levier correspondant, celui-ci peut s'abaisser jusqu'à la position extrême de l'excentrique pour laquelle la course du piston est arrêtée au bord supérieur des lumières 3 et l'injection est alors nulle. On peut ainsi couper l'injection dans les cylindres dont les leviers 18 ne sont pas affectés dans leur mouve- ment par les butées à vis 25. On obtient, par ce procédé un ralenti d'une stabilité remarquable.
Il est bien entendu que les pistons de chaque couple peuvent être placés aussi bien en lignes parallèles qu'en rangées circulaires concentriques.
Dans ce dernier cas, la commande des pistons peut être avantageusement réalisée, par exemple., à l'aide d'un plateau incliné.
Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple, et que diverses modifications pourraient y être apportées sans sortir du cadre de celle-ci.
REVENDICATIONS.
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