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Dispositif pour commander l'alimentation en carburant liquide de moteurs à combustion interne
Dans certains systèmes utilisés pour amener du combustible liquide à des moteurs à combustion interne, il est fait usage d'une pompe qui est reliée par un système de tuyaux à une ou plusieurs tuyères de décharge de combustible, disposées dans une chambre de combustion.
L'objet de la présente invention consiste à prévoir un dis- positif perfectionné pour permettre que l'amenée de carburant liquide à la ou aux dites tuyères puisse être réglée d'une manière satisfaisante endéans de larges limites de charge, ainsi qu'endéans
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de larges limites de variation de la pression atmosphérique.
L'invention comprend un dispositif pour établir, dans la tuyauterie entre la pompe et la chambre de combustion, une dif- férence de pression qui peut être utilisée pour régler l'ecoule- ment de liquide vers la ou les tuyères, ledit dispositif compre- nant une paire d'orifices agencés en parallèle, un organe mobile répondant aux variations de pression atmosphérique pour modifier les superficies efficaces des orifices, et une soupape actionna- ble à la main pour contrôler le flux à travers l'un des orifices.
Le dessin annexé est une vue schématique d'élévation latéra- le en coupe d'un dispositif construit conformément à l'invention et combiné avec une pompe de carburant liquide à débit variable, du type à plateau ballant.
La pompe à carburant liquide montrée au dessin comporte un bloc-cylindre rotatif a, agencé dans un carter b et présentant, autour de son axe, plusieurs forages c, dans chacun desquels est monté un piston plongeur d à mouvement alternatif. Le bloc-cy- lindre a peut être entraîné d'une manière appropriée quelconque.
Pendant la rotation du bloc a, les plongeurs d sont déplacés dans un sens par un plateau ballant e qui peut se déplacer angu- lairement, tandis qu'ils sont déplacés dans l'autre sens par des ressorts ± qui sont logés dans les alésages c et servent à main- tenir une face d'extrémité du bloc-cylindre en contact avec un siège plat ± prévu dans le carter b.. Le siège ± est pourvu d'une sortie de carburant i et d'une entrée de carburant liquide (non montrée).
Dans une extrémité du carter b est formé un cylindre j à extrémités fermées. Dans ce cylindre est monté un piston k qui est chargé par un ressort m, tandis qu'une tige n, qui est re- liée au plateau ballant à, s'étend depuis une face du piston k à travers un forage dans l'extrémité intérieure du cylindre. Cette extrémité intérieure du cylindre j, communique librement avec la
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sortie i par un passage o, et communique également avec l'autre extrémité ou extrémité extérieure du cylindre (qui contient le ressort m ) par un passage rétréci p. L'extrémité extérieure du cylindre j est pourvue d'une ouverture q qui est contrôlée par une soupape qui sera décrite ci-après.
En supposant que le plateau ballant e se trouve dans la po- sition d'obliquité maximum, c'est-à-dire la position dans laquel- le la pompe donne son débit maximum, le plateau ballant restera dans cette position aussi longtemps que la susdite soupape est fermée. Mais lorsque cette soupape s'ouvre, la pression de li- quide régnant dans l'extrémité extérieure du cylindre j diminue- ra et le piston k sera déplacé par la pression de fluide régnant dans l'autre extrémité du cylindre, contre l'action du ressort m, en déplaçant ainsi le plateau dans la direction correspondant à la réduction du débit de la pompe.
La pompe décrite'ci-dessus est d'un type connu et ne fait pas partie de la présente invention.
Dans la réalisation illustrée de l'invention, il est fait usage d'un corps creux r. comportant une entrée s. et une sortie t, qui peuvent être reliées, par une tuyauterie u, respectivement à la sortie i de la pompe et à une ou plusieurs tuyères v qui sont disposées dans la chambre de combustion du moteur, que la pompe doit alimenter en combustible liquide. Entre l'entrée s et la sortie t, le corps est pourvu d'un orifice w à travers le- quel le carburant liquide peut s'écouler de l'entrée vers la sor- tie, la superficie efficace de cet orifice pouvant être variée au moyen d'un bouchon coulissant x, dont l'extrémité conique ou de forme équivalente, de diamètre décroissant progressivement, est placée dans cet orifice.
Le bouchon x présente un forage axial y qui forme un deuxième orifice, agencé en parallèle avec le pre- mier orifice w, la superficie effective du deuxième orifice pou- vant être variée par le déplacement axial du bouchon par rapport à
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un pointeau stationnaire réglable z de forme conique ou oquiva- lente, qui est monté dans le corps r. A travers le deuxième orifice y peut d'établir, à tout moment, uri ecoulement à une vitesse dépendantdes positions relatives des deux bouchons x, z.
Mais l'écoulement à travers le premier orifice w peut être varié ou interrompu par une soupape 2 acticnnable à la main, qui est située entre l'entrée 3 et le conduit d'approche du premier orifi- ce, et qui peut être du type chargé par ressort. La soupape 3 est établie de façon à pouvoir être actionnée par exemple, au moyen d'une came 3 à commande manuelle (qui agit sur la soupape par l'intermédiaire d'un ressort ou d'une capsule élastique) pour maintenir, à travers l'orifice y associé, toute chute de pression voulue, qui est indépendante de la pression atmosphéri- que.
Le bouchon coulissant X peut être déplacé dans un sens par la pression du carburant liquide débité par la pompe (ou une au- tre pression de fluide appropriée), qui agit sur un piston 6 qui est relié à une extrémité du bouchon coulissant, lequel piston peut coulisser dans un cylindre 1 dont une extrémité communique avec l'entrée s. du corpsr, et est chargé par un ressort µ qui agit sur le piston par l'intermédiaire d'une tige 9¯ passant par l'autre extrémité du cylindre.
Le deuxième orifice y communique avec la. première extrémité du cylindre 7 et donc avec l'entrée s. au corps r, au moyen de lumières radiales 10 prévues dans une ex- trémite du bouchon coulissant x, à proximité du piston 6. Les deux extrémités du cylindre 7 sont reliées entre elles par les lumières 10 prévues dans le bouchon coulissant x, et un passage rétréci 11 formé dans le piston 6, tandis que l'extrémité du cy- lindre, qui est opposée à celle dans laquelle le fluide sous pres- sion est admis, est pourvue d'une ouverture 12 qui est contrôlée par une soupape 13. Cette dernière est portée par un levier 14 qui est chargé par un ressort réglable 15 et sert de butée à un
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ressort 8 agissant sur le piston 6.
Le levier 14 est relié, soit à une capsule répondant aux variations de la pression at- mosphérique, soit, comme montré au dessin, à une paire de capsu- les 16, 17, dans l'une desquelles (lô) est. créé un vide, tandis que l'autre (17) est ouverte à l'atmosphère. La disposition est telle qu'une augmentation de pression atmosphérique ouvrira la soupape 13, de telle façon que la .pression de fluide agissant sur le piston 6 déplacera le bouchon x dans le sens correspondant à l'augmentation de la superficie efficace des'orifices w, y, contrôlée par le dit bouchon. Dans le cas d'une chute de pres- sion atmosphérique, la soupape 13 se ferme et le bouchon x est déplacé dans le sens correspondant à la réduction des orifices w, y, par le ressort 8 agissant sur le piston 6, ce ressort étant plus fort que le ressort 15.
Le bouchon x est stabilisé lorsque le ressort 8 est équilibré par la pression atmosphérique, règnant dans la capsule 17, et le ressort 15.
La différence de pression créée entre l'entrée s. et la sor- tie t par les variations des superficies efficaces des orifices w, y, est utilisée pour actionner la susdite soupape du disposi- tif de contrôle de la pompe, cette soupape étant montrée en 18.
On fait agir cette différence de pression sur les faces opposées d'un diaphragme flexible chargé par ressort ou une capsule 19, qui est capable d'actionner un levier 20 portant la soupape 18.
Le diaphragme ou la capsule 19 et la soupape 18 sont, de réfé- rence, montées dans une chambre 21 formée dans le susdit corps r, cette chambre étant pourvue d'une ouverture 22. tandis que le siège de la soupape est relié par un tuyau 23 à l'ouverture q prévue dans le cylindre j du dispositif de contrôle de la pompe.
Si on le préfère, cette chambre et cette soupape peuvent toute- fois être associées directement avec le carter de pompe b, les faces opposées du diaphragme ou de la capsule 19 étant alors re- liées, par une paire de tuyaux, aux deux côtés des orifices varia-
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bles w, y, décrits ci-dessus.
Grâce a la prévision d'une paire d'orifices variables agen- ces en parallèle dans la tuyauterie., l'écoulement vers l'un de ces orifices pouvant être varié manuellement pour s'adapter aux conditions posées par la charge variable, tandis que les superfi- cies efficaces des deux orifices sont variables en fonction des changements de pression atmosphérique, il est possible de régler le taux d'alimentation en combustible liquide d'une façon appro- priée à de larges limites de variation de la charge et de la pres- sion atmosphérique, et ce d'une façon très satisfaisante. L'in- vention n'est toutefois pas limitée à l'exemple décrit,
car elle peut être appliquée d'autres façons pour atteindre le but vise.
Ainsi, elle peut être appliquée pour contrôler n'importe quelle pompe appropriée débit variable, ou bien elle peutêtre utili- sée pour commander une. soupape dans la tuyauterie d'alimentation reliant n'importe quelle pompe appropriée ( à débit constant ou variable) à la ou aux tuyères d'injection de carburant, cette soupape pouvant servir à étrangler ou dériver le flux.
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Device for controlling the supply of liquid fuel to internal combustion engines
In some systems used for supplying liquid fuel to internal combustion engines, use is made of a pump which is connected by a system of pipes to one or more fuel discharge nozzles, arranged in a combustion chamber.
The object of the present invention is to provide an improved device to enable the supply of liquid fuel to said nozzle (s) to be adjusted in a satisfactory manner within wide load limits, as well as within
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wide limits of variation of atmospheric pressure.
The invention comprises a device for establishing, in the piping between the pump and the combustion chamber, a pressure difference which can be used to regulate the flow of liquid to the nozzle (s), said device comprising. including a pair of orifices arranged in parallel, a movable member responding to variations in atmospheric pressure to modify the effective areas of the orifices, and a hand operable valve to control the flow through one of the orifices.
The accompanying drawing is a schematic side elevational view in section of a device constructed in accordance with the invention and combined with a variable flow liquid fuel pump of the swing plate type.
The liquid fuel pump shown in the drawing comprises a rotary cylinder block a, arranged in a housing b and having, around its axis, several bores c, in each of which is mounted a reciprocating plunger d. The cylinder block α can be driven in any suitable manner.
During the rotation of the block a, the plungers d are moved in one direction by a swinging plate e which can move angularly, while they are moved in the other direction by springs ± which are housed in the bores c and serve to keep an end face of the cylinder block in contact with a flat seat ± provided in the crankcase b .. The seat ± is provided with a fuel outlet i and a liquid fuel inlet ( not shown).
In one end of the housing b is formed a cylinder j with closed ends. In this cylinder is mounted a piston k which is loaded by a spring m, while a rod n, which is connected to the dangling plate at, extends from one face of the piston k through a borehole in the end inside the cylinder. This inner end of cylinder j communicates freely with the
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output i through a passage o, and also communicates with the other end or outer end of the cylinder (which contains the spring m) by a narrow passage p. The outer end of cylinder j is provided with an opening q which is controlled by a valve which will be described below.
Assuming that the swinging plate e is in the position of maximum obliquity, that is to say the position in which the pump gives its maximum flow, the swinging plate will remain in this position as long as the aforesaid valve is closed. But when this valve opens, the liquid pressure prevailing in the outer end of the cylinder j will decrease and the piston k will be moved by the fluid pressure prevailing in the other end of the cylinder, against the action spring m, thus moving the plate in the direction corresponding to the reduction in pump flow.
The pump described above is of a known type and does not form part of the present invention.
In the illustrated embodiment of the invention, use is made of a hollow body r. with an entry s. and an outlet t, which can be connected, by a pipe u, respectively to the outlet i of the pump and to one or more nozzles v which are arranged in the combustion chamber of the engine, which the pump must supply with liquid fuel. Between the inlet s and the outlet t, the body is provided with an orifice w through which liquid fuel can flow from the inlet to the outlet, the effective area of this orifice being able to be varied. by means of a sliding plug x, the conical end of which or of equivalent shape, of gradually decreasing diameter, is placed in this orifice.
The plug x has an axial bore y which forms a second orifice, arranged in parallel with the first orifice w, the effective area of the second orifice being able to be varied by the axial displacement of the plug with respect to
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an adjustable stationary needle z of conical or equiva- lent shape, which is mounted in the body r. Through the second orifice y can establish, at any time, a flow at a speed depending on the relative positions of the two plugs x, z.
However, the flow through the first port w can be varied or interrupted by a manually operable valve 2, which is located between the inlet 3 and the approach duct of the first port, and which can be of the type spring loaded. The valve 3 is established so that it can be actuated, for example, by means of a manually controlled cam 3 (which acts on the valve by means of a spring or an elastic capsule) to maintain, through the associated orifice, any desired pressure drop, which is independent of atmospheric pressure.
The sliding plug X can be moved in one direction by the pressure of the liquid fuel delivered by the pump (or another suitable fluid pressure), which acts on a piston 6 which is connected to one end of the sliding plug, which piston can slide in a cylinder 1, one end of which communicates with the inlet s. body, and is loaded by a spring µ which acts on the piston by means of a rod 9¯ passing through the other end of the cylinder.
The second orifice communicates with the. first end of cylinder 7 and therefore with the entry s. to the body r, by means of radial openings 10 provided in one end of the sliding plug x, near the piston 6. The two ends of the cylinder 7 are connected to each other by the slots 10 provided in the sliding plug x, and a narrow passage 11 formed in piston 6, while the end of the cylinder, which is opposite to that into which the pressurized fluid is admitted, is provided with an opening 12 which is controlled by a valve 13. The latter is carried by a lever 14 which is loaded by an adjustable spring 15 and serves as a stop for a
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spring 8 acting on piston 6.
The lever 14 is connected either to a capsule responding to variations in atmospheric pressure or, as shown in the drawing, to a pair of capsules 16, 17, in one of which (10) is. created a vacuum, while the other (17) is open to the atmosphere. The arrangement is such that an increase in atmospheric pressure will open the valve 13, so that the fluid pressure acting on the piston 6 will move the plug x in the direction corresponding to the increase in the effective area of the ports w , y, controlled by said plug. In the event of an atmospheric pressure drop, the valve 13 closes and the plug x is moved in the direction corresponding to the reduction of the orifices w, y, by the spring 8 acting on the piston 6, this spring being stronger than spring 15.
The plug x is stabilized when the spring 8 is balanced by the atmospheric pressure, prevailing in the capsule 17, and the spring 15.
The pressure difference created between the inlet s. and the output t by the variations in the effective areas of the ports w, y is used to actuate the aforesaid valve of the pump control device, this valve being shown at 18.
This pressure difference is made to act on the opposite faces of a flexible spring loaded diaphragm or capsule 19, which is capable of actuating a lever 20 carrying the valve 18.
The diaphragm or the capsule 19 and the valve 18 are, by reference, mounted in a chamber 21 formed in the aforesaid body r, this chamber being provided with an opening 22. while the seat of the valve is connected by a pipe 23 to the opening q provided in the cylinder j of the pump control device.
If preferred, however, this chamber and valve may be associated directly with the pump housing b, the opposing faces of the diaphragm or the capsule 19 then being connected, by a pair of pipes, to both sides of the tubes. various orifices
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bles w, y, described above.
By providing a pair of variable orifices arranged in parallel in the piping, the flow to one of these ports can be manually varied to suit the conditions posed by the variable load, while the effective areas of the two orifices are variable according to the changes in atmospheric pressure, it is possible to regulate the rate of liquid fuel supply in a manner suitable to wide limits of variation of the load and the pressure. atmospheric pressure, and this in a very satisfactory way. The invention is however not limited to the example described,
because it can be applied in other ways to achieve the intended goal.
Thus, it can be applied to control any suitable variable flow pump, or it can be used to control one. valve in the supply line connecting any suitable pump (constant or variable flow) to the fuel injection nozzle (s), which valve may be used to throttle or bypass the flow.