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Perfectionnements aux pompes et distributeurs pour moteurs à combustion interne à injection d'essence.
Cette invention se rapporte aux pompes et distributeurs de combustible pour moteurs à combustion interne à injection d'es- sence, dans lesquels une petite dose d'essence (ou autre hydrocar- bure combustible volatil) mesurée avec précision, est injectée dans chaque cylindre pendant la course d'aspiration et/ou partie de la course de compression du piston de ce cylindre.
Un but de la présente invention est de fournir, pour de tels moteurs,une pompe à combustible perfectionnée, de construction simple et robuste, mettant effectivement à l'abri du combustible les parties actives qui demandent à être lubrifiées, et pouvant être réglée pendant le fonctionnement afin de varier à volonté la pres- sion de refoulement du combustible. Un autre but est de perfection- ner le distributeur de combustible associé à cette pompe de sorte qu'on puisse varier d'une façon simple et perfectionnée, la quantité
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de combustible injectée dans chaque cylindre du moteur.
Suivant une caractéristique de l'invention, une pompe à combustible pour un moteur du type en question comprend plu- sieurs corps de pompe fermés, un clapet d'aspiration et un clapet de refoulement montés sur chaque corps de pompe, une alimentation en essence commune à. tous les clapets d'aspiration, un conduit cie refoulement d'essence commun partant de tous les clapets de re- foulement, un soufflet déformable logé dans chaque corps de pompe, des moyens élastiques maintenant normalement chaque soufflet éten- du, des organes à mouvements de va-et-vient actionnés par le mo- teur et destinés alternativement à provoquer la contraction des soufflets'contre l'action de leur moyen élastique et à permettre à ces derniers d'étendre les soufflets, chaque organe à mouvement de va-et-vient étant couplé,
par une liaison à mouvement perdu, au soufflet associé, pour permettre à. ce dernier de rester dans son état contracté ou partiellement contracté lorsque la pression de refoulement tend à dépasser la pression que peut produire le moyen élastique, et un moyen pouvant faire varier simultanément la pression exercée par les moyens élastiques pendant le mouvement de va-et-vient des organes müs par le moteur.
Le moyen pour faire varier les pressions exercées par les moyens élastiques comprend de préférence une butée mobile pour chaque moyen élastique et un mécanisme pour régler simulta- nément et dans la même mesure les butées mobiles.
Une autre caractéristique de l'invention est un distri- buteur de combustible à utiliser avec une pompe à combustible du genre indiqué, distributeur qui comprend une chambre pour contenir du combustible sous pression, des tuyaux de refoulement, un pour chaque cylindre du moteur, des soupapes pour commander la commu- nication entre la chambre et les tuyaux de refoulement, une came rotative pour ouvrir chaque soupape à son tour, et un moyen pour
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régler la came suivant son axe de rotation pour varier la période pendant laquelle la soupape est maintenue ouverte à chacun de ses fonctionnements.
Il y a avantage à ce que la chambre ait une forme annu- laire et à ce que les soupapes soient disposées autour d'une came centrale commune. Cette came a de préférence une seule levée dont la longueur, dans le sens de la rotation, varie sur toute la longueur axiale de la came.
La description ci-après, faite avec référence aux des- sins annexés qui illustrent à titre d'exemple une forme de réalisa- tion de l'invention, permettra de comprendre clairement la nature de l'invention.
Dans les dessins :
Fig. 1 est une coupe longitudinale suivant la ligne I-I sur la figure 2, montrant le montage complet de la pompe et du distributeur de combustible.
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II sur la fig.I, certaines parties étant omises.
Fig. 3 est une vue prise de l'extrémité droite de la fi- gure I, la partie supérieure étant une élévation sans le bloc des soupapes du distributeur, et la partie inférieure étant une coupe suivant la ligne III-III sur la figure I.
Fig. 4 est une vue en perspective fragmentaire d'une came employée dans le distributeur.
Dans l'exemple choisi (voir fig.I) un carter I comprend trois corps de pompe 2 parallèles, à extrémités ouvertes et qui partent d'une face la du carter pour aboutir dans un plus grand carter commun 3, qui contient un arbre 4 disposé axialement. Etant' dorme que les organes de chacun des corps de pompe 2 sont sembla- bles et fonctionnent de façon semblable, la description suivante se référera plus particulièrement à un seul de ces corps, mais on
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emploiera les mêmes chiffres de référence pour des parties iden- tiques sur les figures des dessins.
L'arbre 4 est monté dans des paliers 5, 6 et 7 et comporte trois excentriques 8 qui sup- portent chacun une chape 9 reliée par une courte bielle 10 à une extrémité d'une tige 11 à mouvement de va-et-vient aménagée axia- lement dans le corps de pompe 2 approprié. Un manchon 12 ayant à son extrémité extérieure un rebord 12a coulisse, sans jeu, sur chaque tige 11, tandis que l'extrémité intérieure de ce manchon coulisse, sans jeu, dans un anneau 13 qui repose sur un épaule- ment interne 14 dans le corps 2. A cet anneau 15 est fixée l'une des extrémités d'un soufflet métallique 15 et cet anneau est main- tenu contre l'épaulement 14 par une chemise 16 qui s'emboîte dans le corps 2 et qui est attaquée à son autre extrémité par un tam- pon 17 vissé dans l'extrémité ouverte du corps de pompe.
L'autre extrémité du soufflet 15 est fixée à un organe annulaire 18 qui coulisse sur l'extrémité de la tige 11 à mouvement de va-et-vient et qui peut, . dans une certaine mesure, se déplacer par rapport à cette tige (dans le sens qui entraîne la contraction du soufflet 15) sous Inaction d'un ressort 19 comprimé entre un rebord interne 18a de l'organe annulaire 18 et la tête d'un goujon 20 vissp dans la bielle 11. Dans la position normale, leressort 19 est complè- tement comprimé et les faces supérieures de la tige 11 et du gou- jon 20 se trouvent à une distance égale à la course complète de la tige 11, respectivement de la face inférieure du rebord 18a et de la face inférieure du couvercle 21 qui ferme l'extrémité libre de l'organe annulaire 18.
Lorsque le soufflet 15 est étendu, le couvercle 21 se trouve près du tampon 17 à l'extrémité du corps 2.
Un ressort hélicoidal 22 entoure chaque tige à mouvement de va-et- vient 11, entre 1-'anneau 12 etl'organe annulaire 18, et comme ce ressort est plus fort que le ressort 19, il a tendance à étendre le soufflet.
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La, paroi de chaque corps de pompe 2 présente une gorge annulaire 23 (voir également fig. 2) et la partie de la chemise correspondante 16 qui recouvre cette gorge, présente une ou plusieurs lumières 24 (Fig. 1). Deux conduits radiaux 25 et 26 débouchent en des points diamétralement opposés de chaque gorge (voir fig. 2); le conduit 25 contient un clapet sphérique 27 à ressort qui s'ouvre vers la rainure 23 et commande la communication entre cette dernière et une conduite d'alimen- tation d'essence 28, et le conduit 26 contient un clapet sphéri- que 29 à ressort qui s'ouvre en s'éloignant de la gorge 23 et commande la communication entre cette dernière et une conduite de refoulement d'essence 30;
Les figures 1 et 3 montrent que les extrémités à rebord 12a des anneaux 12 qui supportent une des extrémités des ressorts de compression 22, sont elles-mêmes supportées indivi- duellement par une paire de bras 31 faisant saillie radialement sur un arbre oscillant commun 32, sur l'une des extrémités duquel est fixé un levier de réglage 33 relié à une commande appropriée (non représentée).
Lors du fonctionnement de la pompe décrite jusqu'ici, la rotation de l'arbre 4 à excentriques 8 provoque le mouvement de va-et-vient des tiges 11 dans les corps de pompe 2, la course de la tige vers l'extérieur étant transmise par le ressort complè- tement comprimé 19 entre le goujon 20 et l'organe annulaire 18, pour déplacer ce dernier afin qu'il contracte le soufflet 15 con- tre l'action du ressort principal 22, L'espace libre dans.le corps de pompe 2 est ainsi augmenté et de l'essence est aspirée à travers le clapet sphérique correspondant 27. La course de la tige 11 vers l'intérieur permet au ressort principal 22 d'étendre le soufflet 15, diminuant ainsi l'espace libre dans le corps de pompe 2 et refoulant l'essence hors de celui-ci par le clapet
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sphérique correspondant 29.
Si, par suite d'une faible consom- mation d'essence par le moteur, la pression s'élève dans la conduite de refoulement 30, le ressort principal 22 ne sera plus assez fort pour étendre complètement le soufflet 15 et le refou- lement d'essence sera réduit en conséquence. La tige 11 à mou- vement de va-et-vient effectuera. cependant sa course complète vers l'intérieurecar elle se déplacera par rapport à l'organe annulaire 18 en permettant au ressort 19, placé entre cet organe et le goujon 20, de se détendre.
Par réglage angulaire de l'arbre oscillant 32 autour de son axe, les anneaux 32 pénètrent plus ou moins profondément dans leur corps de pompe respectif, augmentant ou diminuant ainsi l'effort du ressort principal 22 et modifiant en conséquence la pression sous laquelle l'essence est débitée par la pompe.
On voit que les parties actives qui demandent à être lubrifiées sont effectivement à l'abri de tout contact avec l'essence par les dispositifs à soufflet adoptés.
Dans l'exemple choisi, le distributeur de combustible d'un moteur équipé d'une pompe conforme à la description précé- dente, est pourvu d'uri bloc à soupapes 34 adapté dans une partie lb du carter 1 de la pompe et disposé en substance concentrique- ment autour de l'arbre 4 de la pompe. Ce dernier passe a travers un alésage axial 35 dans le bloc 34 sous forme d'un arbre canne- lé 4a sur lequel coulisse, sans tourner, un fourreau 36 qui a un certain jeu dans l'alésage 35 et qui est commandé par une fourche 37 montée sur un arbre oscillant 38. Ce dernier peut être commandé au moyen d'un levier 38a monté sur lui.
Le fourreau 36 porte une came 39 qui, développée sur un plan, a la forme d'un triangle (voir fig. 4) c'est-à-dire, que sa largeur (considérée dans le sens de,la rotation du fourreau, sens qui est indiqué par la flèche sur la fig. 4) augmente progressi-
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-vement d'une extrémité du fourreau vers l'autre.
Une chambre annulaire entoure (partiellement dans la partie 1b du carter et partiellement dans le bloc 34) la partie extérieure du distributeur (voir fig. 1); cette chambre annulaire
40 reçoit de l'essence sous pression par la conduite de refoule- ment 30 de la pompe et le bloc 34 présente un certain nombre d'a- lésages radiaux espacés à des distances angulaires égales et qui mènent de la chambre 40 vers l'alésage central 35 renfermant le fourreau à came 36. Chaque alésage 41 est échelonné suivant trois diamètres, la partie de plus grand diamètre se trouvant près de la chambre 40 et logeant un siège de soupape 42 qui est maintenu en place par un couvercle perforé 43 vissé dans l'entrée de l'a- lésage.
Dans ce couvercle est logé un organe de soupape 44, nor- malement maintenu contre le siège 42 par un ressort 45 et équipé d'une tige 44a dont l'extrémité intérieure porte contre un disque
46 qui ferme une extrémité d'un soufflet métallique 47 dont l'au- tre extrémité est attachée à une saillie annulaire 42a du siège de soupape 42. Ce dernier présente des alésages radiaux 48 qui mènent d'un alésage axial 49 (dans lequel la tige 44a .passe avec jeu) vers une gorge annulaire 50 avec laquelle coïncide un con- duit 51 menant à un tuyau (non .représenté) qui est relié à un dispositif d'injection d'essence dans le cylindre approprié du moteur.
La partie de diamètre moyen de l'alésage radial 41 dans le bloc 34 reçoit, avec jeu, le soufflet 47 tandis qu'une tige 52, dont l'extrémité extérieure porte sur le disque de fer- meture 46 du soufflet et dont l'extrémité intérieure porte sur le fourreau à came 36, coulisse, sans jeu, dans la partie de plus pe- tit diamètre. L'extrémité intérieure de la tige 52 est arrondie (comme c'est montré) de façon à pouvoir monter sur le bord d'atta- aile de la came 39 lorsque le fourreau à came tourne.
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On voit que, en amenant la came 39 sous l'une des tiges 52, celle-ci sera déplacée vers l'extérieur pour soulever la soupape correspondante 44 de son siège, établissant ainsi la communication entre la chambre à essence annulaire 40 et le dispositif d'injection d'essence respectif du moteur. La durée pendant laquelle la soupape reste ouverte dépend de la vitesse de rotation du fourreau à came 36 et de la largeur circonférentiel- le de la came 39 dans la zone où la tige l'attaque.
Lors du fonctionnement du distributeur, le fourreau a came 36 est mis en rotation pour provoquer l'ouverture succes- sive de chaque soupape 44 et on change à volonté en actionnant le levier 38a, la position axiale du fourreau par rapportà la tige 52 d'actionnement des soupapes, afin d'augmenter la durée des périodes pendant lesquelles les soupapes restent ouvertes lorsque la vitesse du moteur augmente.
Le levier 38a commandant le fourreau à came 36 peut être relié au levier 33 commandant la pression de refoulement de la pompe, de sorte que, lorsque la vitesse du moteur augmente, la pression du combustible est également augmentée. On peut en- core connecter le levier commandant la pression de refoulement de la ppmpe à des dispositifs sensibles à la pression, placés dans le collecteur d'aspiration d'air, rendant ainsi la pression dans la pompe et par conséquent la pression de refoulement, tonc- tion de 1-'admission d'air.
Ici encore, les parties qui demandent à être lubrifiées, sont isolées de l'essence par les soufflets 47 Qui- sont prévus entre les tiges 44a des soupapes et les tiges 52 actionnant les soupapes. On peut donner la forme qu'on veut au bord d'attaque et au bord de fuite de la. came 39 du fourreau 36; àtitre d'exem- ple on peut leur donner une forme telle qu'on puisse, par déplace- ment du fourreau le long de l'axe, varier les points, dans les
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courses d'aspiration des pistons du moteur, où les soupapes res- pectives de distribution 44' s'ouvrent et se ferment.
Dans 1' exemple de la figure 4, le bord d'attaque 39a de la came est in- cliné par rapport à l'axe du fourreau 36 de façon que les soupa- pes 44 sont ouvertes de plus en plus tôt, dans la course d'aspi- ration, au fur et à mesure que le fourreau est déplacé vers la gauche sur les figures 1 et 4. De plus, le bord de fuite 39b de la came est incliné en sens opposé et à pente plus raide, de façon que les périodes, pendant lesquelles les soupapes 44 res= tent ouvertes, deviennent plus longues lorsque le fourreau 36 est déplacé vers la gauche.
Il est préférable d'aménager une soupape à.pointeau et à ressort 53 (fig. 1) dans le conduit de refoulement 30 menant de la pompe vers la chambre à essence 40 du distributeur et de pren- dre des dispositions pour que cette soupape ne s'ouvre que' lors- qu'on dépasse une pression de refoulement prédéterminée, mais soit maintenue ouverte par une pression de combustible inférieure.
On peut réaliser ceci en faisant en sorte que la surfacé de la soupape sur laquelle agit le combustible, augmente d'une façon bien connue, lorsque la soupape est soulevée de'son siège. Ceci facilitera la mise en marche à froid du moteur.
Dans la description précédente, les organes qui s'éten- dent et se contractent dans le corps de pompe 2, ont été constam- ment appelés "soufflets". Il est cependant évident qu'ils peu- vent prendre la forme d'un diaphragme flexible dont le périmètre est fixé à un prolongement axial de l'anneau 13 et dont le centre est fixé à l'organe annulaire 18 qui coulisse sur la tige appro- priée 11. Dans ces conditions les tiges 11 et corps de pompe 2 peuvent être considérablement moins longs axialement. Pour ces raisons il faut, dans les revendications annexées, interpréter le terme "soufflet" comme comprenant un diaphragme flexible.