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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "Dispositif pour régler automatiquement l'alimentation en combustible liquide d'un moteur" la Société dite: JOSEPH LUCAS LIMITED, Great King Street, BIRMINGHAM, (Grande-Bretagne).
Faisant l'objet d'une première demande de brevet déposée en GRANDR-BRETAGNE, le 16 décembre 1942, No 17894 (complétée le 9 novembre 1943), aux noms de la susdite demanderesse et de MM. Ernest Ansley WATSON et Richard Joseph IFIELD, dont elle est l'ayant-droit.
L'invention se rapporte aux moteurs auxquels du combustible est fourni sous la forme liquide et auxquels l'air nécessaire à la combustion du combustible est fourni par une soufflante. L'objet de l'invention consiste à prévoir des moyens perfectionnés pour contrôler le taux d'alimentation en combustible, d'une manière qui est en corrélation avec la pression de l'air délivré par la soufflante.
L'invention comprend la combinaison d'une paire d'éléments mobiles l'un par rapport à l'autre, formant entre eux un orifice à travers lequel le combustible liquide peut s'écouler, ces éléments étant tels que leurs positions relatives et, par conséquent, la superficie de l'orifice dépendent de la différence de pression de fluide sur les côtés opposés de l'orifice, et des moyens influencés à la fois par cette différence de pression et la pression d'air de la soufflante, pour régler le,taux d'alimentation du combustible liquide.
Dans les dessins explicatifs annexés :
Fig. 1 montre une vue schématique d'élévation latérale en coupe d'une pompe de combustible à débit variable incorporant
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l'objet de l'invention.
Fig. 2 est une vue en coupe illustrant une variante d'exécution de l'invention.
La pompe à combustible liquide montrée en Fig. 1 comprend un corps rotatif à agencé dans un carter b et présentant, autour de son axe, plusieurs alésages Q dans chacun desquels est monté un plongeur se déplaçant en va-Et-vient. Le corps a peut être entraîné d'une manière appropriée quelconque par le moteur (non montré) devant être alimenté en combustible liquide par la pompe. Pendant la rotation du corps a, les plongeurs ± sont déplacés dans un sens par un plateau ballant 6 mobile angulairement, et en sens opposé par des ressorts f, ces derniers étant logés dans les alésages c et servant à maintenir une face d'extrémité du corps à en contact avec un s.iège plat g prévu dans le carter b.
Le siège g est pourvu d'une lumière à communiquant avec une entrée de liquide i dans le carter b, et d'une autre lumière j communiquant avec une sortie de liquide k prévue dans le carter.
Afin de permettre à la pompe décrite ci-dessus d'être réglée en fonction de variations de vitesse, le corps a, est conçu pour pouvoir servir de pompe centrifuge. Ainsi, le corps a est pourvu d'un forage axial m qui communique, à l'une de ses extrémités, avec l'entrée i par l'intermédiaire d'une autre lumière n prévue dans le siège g, tandis qu'à son autre extrémité il communique avec une série de passages radiaux o dans le corps. Du combustible liquide s'écoule de l'entrée i à travers le forage m et est expulsé par effet centrifuge à travers les passages radiaux Q dans l'intérieur du carter b, autour du corps a. Un cylindre p à extrémités fermées est formé dans une extrémité du carter b de la pompe.
Dans le cylindre p est monté un piston q, chargé par un ressort r, tandis qu'une tige s, reliée au plateau ballant s'étend depuis une face du piston, à travers un forage pratiqué dans le carter b à l'extrémité intérieure du cylindre. La partie intérieure du cylindre p, c'est-à-dire la partie située du coté du piston q qui porte la tige de piston, se trouve en communication libre avec la sortie k, par l'intermédiaire d'un passage 1. dans le carter b, et cette partie du cylindre communique également avec l'autre partie ou partie extérieure du cylindre (qui contient le ressort 1 par un passage rétréci t.
L'extrémité extérieure du cylindre p est pourvue d'un petit passage u qui forme, à son extrémité extérieure, un siège pour un organe obturateur y prévu à une extrémité d'un levier w, lequel est pivoté, en un point situé entre ses extrémités, sur l'extrémité extérieure du cylindre, et est chargé par un ressort. qui tend à maintenir l'organe obturateur sur son siège. Le levier est logé dans une
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chambre y formée sur ou fixée à l'extrémité adjacente du carter b, et cette chambre communiquépar un passage avec l'admission i de la pompe. La face extérieure de la chambre y est délimitée par àn diaphragme de commande 2 qui est pourvu, en son centre, d'une butée 3 qui est destinée à s'appuyer sur l'extrémité du levier w, qui est opposée à l'organe obturateur v.
Une autre chambre 4, qui est disposée à laface extérieure du et partiellement délimitée par le diaphragme 2, se.trouve en communication avec la pompe centrifuge mentionnée ci-dessus, par un passage 5 prévu dans le carter b. Le diaphragme 2 est également chargé par un ressort 6 qui est relié à un organe d'ajustement 7, lequel peut être actionné d'une façon appropriée quelconque par un opérateur, afin de modifier l'effet du ressort.
En supposant que le plateau ballant a se trouve dans sa position d'obliquité maximum, cest-à-dire la position dans laquelle la pompe donne son débit maximum, le plateau ballant restera dans cette position aussi longtemps que la pression dans la chambre 4 (et agissant donc sur le diaphragme de commande 2) est inférieure à une certaine valeur déterminée d'avance. Dans cette condition, l'organe obturateur v du passage u se trouve dans sa position de fermeture et les pressions de liquide des deux côtés du piston q sont égales. Mais lorsque la pression agissant sur le diaphragme 2 dépasse la valeur déterminée d'avance, le diaphragme dégagera l'organe obturateur y de son siège.
La pression de liquide dans la partie extérieure du cylindre p tombera dès lors et le piston q sera déplacé par la pression de fluide régnant dans la partie intérieure du cylindre, contre l'action du ressort r., en déplaçant ainsi le plateau ballant e dans la direction voulue pour réduire le débit de la pompe jusqu'à cé qu'une nouvelle condition d'équilibre soit atteinte.
Il résulte de ce qui précède que, puisque la position du pla- teau ballant a dépend da la pression du liquide dans la chambre 4, et puisque cette pression dépend de la vitesse de la pompe, cette dernière est réglée par la vitesse du moteur qui entraîne la pompe.
En appliquant l'invention à la pompe montrée en Fig. 1, on dispose, dans une chambre cylindrique 8 qui relie la lumière de refoulement j à la sortie k, un orifice automatiquement variable 9 à travers lequel le combustible liquide est amené à s'écouler. Cet orifice 9 est formé par une bague fixe 10, placée dans la chambre 8, et un pointeau conique coaxial 11, qui peut coulisser axialement par rapport à la bague. Le pointeau 11 est monté à coulissement sur une tige 12 agencée axialement et est supporté à une de ses extré-
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mités par un ressort hélicoïdal 13 monté sur la tige entre le pointeau et un collet 14 prévu sur la tige.
La face extérieure du poin teau peut présenter une forme appropriée quelconque qui fait varier, d'une manière déterminée d'avance, la superficie de l'orifice 9 avec le déplacement axial du pointeau. Le mouvement du pointeau 11 par rapport à la bague 10, contre l'action du ressort 13, dépend de la différence de pression de fluide des deux côtés de l'orifice 9 et donc du taux d'écoulement de liquide à travers l'orifice, la superficie de l'orifice étant modifiée automatiquement par le pointeau avec la variation du taux d'écoulement.
Pour régler le taux d'écoulement de liquide à travers l'orifice 9, il est fait usage de moyens appropriés quelconques qui sont influencés par la dite différence de pression de liquide et la pression d'air de la soufflante. Comme montré en Fig. 1, de tels moyens comportent un diaphragme 15 auquel est attachée une extrémité ae la tige 12, et qui sert à diviser, en deux compartiments 18, @ 18a, une chambre formée dans le carter b de la pompe. Le compartiment 18 est ouvert à l'atmosphère ou vidé, tandis que le conipartiment 18a est destiné à recevoir de l'air d'une soufflante (non montrée) qui est actionnée par le moteur et sert à fournir à celuici l'air nécessaire à la combustion du combustible.
La tige 12 est conçue pour contrôler le flux de combustible liquide vers la chambre 8, et à cet effet, elle est, dans l'exemple illustré, pourvue d'une soupape 16 disposée à l'extrémité éloignée du diaphragme 15. La soupape 16 contrôle un passage 17 dans l'extrémité extérieure du cylindre p et sert ainsi à varier le débit de la pompe en fonction du mouvement axial de la tige 12.
Lorsque la pompe ci-dessus décrite est en marche, la superficie de l'orifice 9 dépend automatiquement du taux d'écoulement du liquide à travers l'orifice, une variation du taux d'écoulement étant accompagnée d'une modification correspondante de la position du pointeau 11. Pour un taux d'écoulement déterminé, il y aura une différence correspondante entre les pressions régnant des deux côtés de la bague 10. Aussi longtemps que cette différence de pression est équilibrée par la pression d'air de la soufflante agissant sur le diaphragme 15, le taux d'écoulement du liquide à travers l'orifice 9 restera constant. Une variation de la pression d'air de la soufflante ou de l'écoulement du liquide rompra l'équilibre et obligera la tige 12 d'effectuer un ajustement approprié de la soupape de réglage 16 de la pompe.
Dans la variante montrée en Fig. 2, il est fait usage d'une bague 101 qui peut coulisser dans une chambre cylindrique 81, tandis qu'une tige coaxiale 121, sur laquelle un pointeau conique 111 est
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formé ou fixé, coopère avec.la dite bague. Le pointeau 111 et la bague 101 sont chargés par .'un ressort hélicoïdal 131,dont les extrémités s'appuient respectivement'sur un collet 141 de la tige
121 et sur une extrémité de la bague;
.. Il est également fait usage d'une paire de capsules métalliques ondulées similaires 191 et 201, ' l'intérieur d'une (191) de ces capsules étant soumis à l'action de la pression d'air de la soufflante, tandis que l'intérieur de l'au- tre (201) est vidé, ces capsules étant agencées coaxialement dans une chambre 211 ouverte à l'atmosphère ou remplie de combustible liquide à la pression du réservoir, et reliées entre elles à leurs extrémités adjacentes.
L'un des bras d'un levier à trois bras 221 est disposé entre les extrémités adjacentes des capsules 191, 201 et en contact avec l'une de ces extrémités* L'un des autres bras du levier 221 s'appuie contre une extrémité de latige 121 du poin- teau, par l'intermédiaire d'une pièce de butée 231, tandis que le bras restant porte une soupape 161 qui sert à contrôler un passage
171 pour régler le débit d'une pompe à combustible liquide, comme dans l'exemple décrit ci-dessus. Du liquide refoulé par cette pompe s'écoule par l'orifice 91 formé par la bague 101 et le pointeau 111, vers la sortie k1.
Comme dans l'exemple décrit ci-dessus, la superficie de l'orifice 9 dépende automatiquement du taux d'écoulement de liquide à travers l'orifice, une variation du taux d'écoulement étant accompagnée d'une modification correspondante de la position du pointeau 111. Aussi longtemps que la différence entre les pres- sions de liquide régnant des deux cotés de l'orifice 91 est équili- brée par la pression d'air de la soufflante agissant sur la tige 121 par l'intermédiaire du levier 22, le taux d'écoulement de liquide à travers l'orifice. restera constant, mais une variation de la pression d'air de la soufflante ou de l'écoulement de liquide rompra cet équilibre et.obligera la tige d'effectuer un ajustement approprié de la soupape 161 par l'intermédiaire du levier.
L'invention n'est toutefois pas limitée aux exemples décrits ci-dessus, des détails pouvant être modifiés sans se départir des caractéristiques essentielles de l'invention. Ainsi, au lieu d'être utilisée pour actionner une soupape contrôlant une pompe de combus- tible à débit variable, la tige dans chacun des exemples décrits ci-dessus peut être adaptée pour actionner ou contrôler n'importe quel autre dispositif régulateur dans le système d'alimentation de combustible. En utilisant la différence de pression sur les faces opposées d'un orifice automatiquement variable à travers lequel passe le combustible liquide, et la pression d'air de la soufflante, on parvient à réaliser, d'une façon très simple et efficace, la corrélation entre l'alimentation en combustible liquide et en air d'une chambre de combustion.