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BREVET D' INVENTION " Perf ectionnements aux dispositifs d'alimentation en oombustible".
La présente invention est relative à des dispositifs d'alimentation en combustible,pour moteurs à combustion in- terne où l'admission d'air est de seotion variable, et plus particulièrement à des systèmes d'injection directe de com- bustible pour de tels moteurs où une pompe d'injection four- nit au moteur des charges séparées et distinctes de com- bustible, et cela en temps voulu.
Il est connu de contrôler à la main le débit de l'un des constituants de la charge, air ou combustible, et de con- trôler automatiquement le débit de l'autre constituant au moy- en d'un servo-moteur monté sur la circulation d'huile du moteur
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et dont l'élément moteur est relié à l'organe qui contrôle le débit de l'autre constituant tandis que son élément de con- trôle est soumis à. dès efforts antagonistes qui varient en fonction de l'importance des débits' de combustible et d'air admis au moteur.
Un tel dispositif a de nombreux inconvénients. Ia rupture des canalisations d'huile reliées au servo-moteur sous.l'action des vibrations ou sous l'effet de projectiles ennemis ou de tout autre cause, rend inopérant le dispositif d'alimentation, déterminant , une fuite d'huile oui rend bien -tôt déficient le système d'alimentation d'huile et entraîne de sérieux risques d'incendie. Les basses températures, ca- ractéristiques de certaines régions géographiques d'emploi ou du fonctionnement aux grandesaltitudes,, augmente la viscosité de l'huile et nuisent au bon fonctionnement du ser- vo-moteur, qui devient lent ou cesse même d'agir dans les cas extrêmes.
L'emploi d'un servo-moteur à huile comporte une pri- se supplémentaire sur le système d'alimentation d'huile et en conséquence nécessite l'utilisation de pompesà huile de plus grandes dimensions ou de pompes supplémentaires; en outre on doit avoir recours à, un système d'alimentation de plus grand débit. le prix plus élevé du système d'alimentation d'huile, augmenté du prix du servo-moteur, qui doit être de construction soignée, pour réduire sa, tendance inhérente au dé- réglement, augmente sensiblement le prix du moteur.
Un objet de la présente invention est donc de réaliser un système d'alimentation en combustible perfectionné pour moteurs à combustion interne du type à injection directe, qui soit exempt des inconvénients ci-dessus.
Un autre objet de l'invention est de réaliser une com-
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binaison perfectionnés d'une pompe d'injection et de son mé- canisme de contrôle.
Un autre objet de l'invention est de réaliser un sys- tème perfectionné de contrôle du débit de combustible fourni à un moteur du type à injection directe, où le combustible et l'air soient correctement dosés, quelles que soient la vitesse et la charge.
Un autre objet de l'invention est de contrôler à la main l'un des constituants de la charge admise dans un moteur à injeotion directe soit l'air, soit le combustible- et d'utiliser une pression de combustible variable pour régler la position de l'élément qui contrôle l'autre constituant.
Un autre objet de l'invention est de réaliser un dis- positif de contrôle pour moteur du type à injection directe, où. l'organe de contrôle de l'air ou du combustible soit ac- tionné à la main et où. l'autre organe de contrôle soit ac- tionné par un servo-moteur commandé par un organe sensible à une dépression créée dansle conduit d'air et à une pression de combustible variable et automatiquement contrôlée.
Un autre objet de l'invention est d'utiliser un élé- ment sensible à une pression de combustible pour contrôler la course utile d'une pompe d'injection et de faire varier cette pression automatiquement pour maintenir un rapport ap- proprié entre les quantités de combustible et d'air fournies au moteur.
Un autre objet de l'invention est de réaliser un sys- tème perfectionné de contrôle de débit du combustible pour moteur du type à injection directe, où la course utile de la pompe d'injection est contrôlée par l'action d'un élément sen-
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sible à une pression de combustible variant en fonction des valeurs du rapport entre les poids d'air et de combustible admis au moteur.
Un autre objet de l'invention est de réaliser un dis- positif de contrôle pour moteur du type à injection, où le débit d'air soit contrôlé à la, main tandis que le débit de combustible est réglé automatiquement en fonction du poids d'air admis dans le moteur.
Un autre objet de l'invention est de réaliser une pom- pe d'injection et un mécanisme de contrôle de celle-ci où l'air et/ou les Tapeurs soient automatiquement éliminées.
L'invention a encore pour objet un système simplifié et perfectionné de contrôle de l'air et du combustible admis à un moteur à injection directe.
Un autre objet de l'invention est de réaliser un mé- canisme pour contrôler simultanément deux pompes d'injection ou plus alimentant en combustible un moteur ayant un grand .nombre de cylindres,
Un autre objet de l'invention est de réaliser un sys- tème de graissage perfectionné pour pompes d'injection.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaî- tront aisément de la description ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique en coupe montrant l'agencement général des éléments d'un mode de réalisation du dispositif générateur de mélange perfectionné objet de la présente invention, dans le cas d'un moteur à combustion in- terne où l'alimentation en air est commandée à la main et l'alimentation en combustible commandée automatiquement ;
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La figure 2 est une vue schématique en coupe du conduit d'air, du régulateur de débit de combustible et du corps de contrôle le combustible d'un dispositif générateur de mélan- ge perfectionné ;
Les figures 3, 4,5 et 6 montrent la soupap.e de contrô- le du mélange respeotivement dans les positions de régime de richesse màximum, de régime automatique riche, de régime auto- matique pauvre et de coupure de ralenti ;
La figure 7 est une coupe de la pompe d'injection de combustible ;
Le figure 8 est une vue schématique montrant un dis- positif d'interconnexion entre les mécanismes de contrôle de deux pompes d'injection alimentant le même moteur;
La figure 9 est une vue en coupe d'une variante du système de contrôle et du dispositif d'accélération de la pàmpe d'injection;
La figure 10 est une vue en coupe, pratiquée suivant la ligne 10-10 de la figure 7, montrant un mécanisme pour vérifier ,le calage de la pompe d'injection ;
La figure II est une vue schématique simplifiée repré- sentant une variante de la réalisation le la figure I;
La figure 12 est une vue schématique simplifiée repré- sentant un autre mode de réalisation de l'invention où l'ali- mentation en combustible est contrôlée à la main, et celle de l'air automatiquement, et
La figure 13 est une vue schématique simplifiée mon- trant une modification de la réalisation de la figure 12.
Sur la figure I l'air est amené au moteur par un con- duit d'admission 10 qui comporte une entrée d'air ou buse 12, un ou plusieurs venturis 13, 14, un papillon 15 commandé par
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la tringlerie 16 aboutissant au poste de pilotage, un compres- seur 17 d'un type approprié quelconque, et des conduits 18 réunissant le collecteur du compresseur aux divers cylindres 19 du moteur, chacun de ces cylindres comportant une soupape d'admission 20, une soupape d'échappement 21 et un piston 22.
Le combustible est fourni au moteur, à, partir d"un réservoir d'alimentation 26, par une canalisation 27 Qui abou- tit à un régulateur de débit de combustible 28, le combustible passe ensuite dans un dispositif de contrôle de combustible 29 et par un conduit 30 arrive à la pompe d'injection 31 d'où. il est débité à haute pression aux injecteurs tels que 33 montés dans la tête des cylindres 19 par l'intermédiaire de canalisation 32. Les injecteurs 32 peuvent être d'un type connu quelconque et, si on le désire, peuvent débiter le combustible dans les conduits 18, au voisinage des soupapes d'admission 20, au lieu de le délivrer directement dans les cylindres.
La pompe d'injecfion 31 comporte un arbre princi- pal 34 entraîné en synchronis me avec le moteur par les engre. nages 35. Dans les moteurs à quatre temps la pompe d'injec- tion est entrainée à vitesse moitié de celle du moteur tan- dis que dans les moteurs à deux temps, elle est entraînée à une vitesse égale à celle de celui-ci. Pour fournir le com- bustible sous pression au régulateur 28 on prévoit, sur la canalisation 27, une pompe 38 entrainée par le moteur, qui peut être d'un type quelconque, celle qui est représentée étant une pompe à palettes coulissantes,
comportant un by- pass 39 dont le clapet est commandé par la pression de sortie de la pompe pour maintenir sensiblement constante la pression du combustible fourni au régulateur 28.Afin de faciliter le démarrage, on peut prévoir sur la canalisation 27 une pompe 40
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actionnée à la main qui est placée de préférence dans la cabine sous du pilote en sorte que du combustible de/pression peut être envoyé au régulateur 28 préalablement au démarrage du moteur ou pendant ce démarrage. Pour ramener au réservoir de combus- tible 26 les vapeurs et/ou l'air,on prévoit des conduits 41 et 42 qui connectent respectivement le régulateur 28 et la pom- pe d'injection 51 à un conduit 43 relié au réservoir de combus tible 26.
Comme il apparaitra plus complètement par la suite, la pompe d'injection 41 comporte un diaphragme 46 pour contrô- ler la course effective d'injection. La face intérieure du diaphragme étant soumise à la pression du combustible à l'in- térieur du carter de la pompe et sa face extérieure consti- tuant la paroi d'une chambre 47 reliée au venturi 14 par un conduit 48. Si on le désire, la chambre 46 peut être reliée au grand venturi 13 ou peut communiquer avec l'atmosphère ou toute autre zone de pression choisie, comme il apparaitra ci-après. Pour les installations dans lesquelles il est né- cessaire d'utiliser une pompe d'accélération afin d'obtenir un taux d'accélération voulu, on peut prévoir un diaphragme 49 qui est sollicité vers l'intérieur par un ressort 51.
Le diaphragme 49 constitue l'une des parois d'une chambre 52 qui est reliée au conduit 10 en aval du papillon par une canali- sation 52; tous les détails de cette constructon apparaitront clairement de la description détaillée ci-dessous.
Si l'on se réfère à la figure 2, on remarquera que la position du corps de contrôle 29 par rapport au régulateur 28 telle qu'elle est représentée sur la figure I, a été modifiée de façon que les deux ensembles puissent être représentés sur une coupe unique; de même les positions de plusieurs conduits
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ont été légèrement modifiées par rapport à. leurs positions réelles afin de les amener dans le plan où la, vue est prise ; dans l'ensemble toutefois les différents éléments ont été maintenus à leurs niveaux verticaux respectifs nécessaires pour le remplissage automatique et le dégazage.
, Le régulateur 28 est divisé en cinq chambres, une cham- bre de combustible non dosé 56, une chambre de combustible do- sé 57, une chambre 58 où s'exerce la dépression régnant dans un venturi, une chambre 59 où règne la pression de l'air à l'entrée et une chambre 60 reliée aux parties supérieure et inférieure de la chambre de combustible non dosé par l'inter- médiaire de conduits 61 ménagés dans les bras ou rayons 62 par lesquels la chambre 60 est montée à l'intérieur de la cham- bre 59. Les diaphragmes 63, 64, 65 et 66 qui séparent les chambres les unes des autres sont tous fixés à une tige de commande 67 reliée à une soupape principale 68, de préférence équilibrée sur laauelle n'est appliqué sensiblement aucun effort résultant de la différence de pression du combustible de part et d'autre de la, soupape.
Un type quelconque de soupape équilibrée peut être utilisé tel qu'un tiroir, une soupape à double siège, ou comme représenté une soupape éauilibrée par un diaphragme 69 soumis sur sa face gauche à la pression du combustible en amont de la soupape, pression oui est transmi- se intégralement par une rainure 73 et le long du corps de la soupape, celle-ciétant montée avec jeu dans son logement ,,et . sur sa face droite, à la pression régnant dans la chambre 56 grâce aux conduits 74 oui sont disposés de manière à élimine? l'air pendant l'opération de remplissage.
Un ressort 75 solli- cite la valve 68 versla droite afin d'enrichir le mélange lors de l'opération de ralenti comme il apparaitra ci-après.
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les impuretés, Un filtre 76 est prévu pour éliminer/l'air et les vapeurs de combustible amenés par le conduit 27 à la rainure 73 de la soupape principale. Les vapeurs et l'air séparés par le filtre sont ramenés au réservoir de combustible par le conduit 41 que contrôle un petit équipage à flotteur indiqué en 77.
La chambre 59 du régulateur 28 est reliée à l'entrée d'air 12 au moyen d'un conduit 80 aui débouche dans une cham- bre annulaire 81 en communication avec l'entrée d'air par une série de tubes 82. Cette communication est contrôlée par une soupape 83 commandée automatiquement en fonction de l'altitu- de par une capsule 84 sensible, aux variations de tempéra- ture et de pression de l'air entrant de manière à réduire la section de la connexion quand cette température croît ou que cette pression décroît. Un by-pass contrôlé par une soupape 85 est prévu en dérivation sur la soupape 83 et peut être mis en action comme décrit ci-après pour rendre la soupape 83 ino- pérante.
La chambre 58 du régulateur 28 est reliée au venturi 14 par un conduit principal 87 qui réunit la partie inférieu- re de la chambre au venturi, et dans lequel est prévu une communication calibrée 88 qui s'ouvre dans le conduit d'ad- mission en aval du. papillon 15 lorsque celui-ci est fermé.
Un conduit 89 relie la partie supérieure de la chambre 58 au conduit 87 qui débouche dans le venturi 14; . Les chambres 58 et 59 sont reliées par l'intermédiaire d'un orifice calibré 90 afin de réduire la différence des pressions dans les cham- bres 58 et 59 lorsque la soupape 83 se trouve dans la position correspondant à. la réduction de section du conduit 80. Le conduit 90 est de préférence placé au fond des chambres en sorte que l'eau ou le combustible liquide qui s'y rassemble
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peut être évacué par le conduit 87 et l'orifice 88 lors du démarrage du moteur.
La chambre de combustible non dosé 56 est reliée à, une chambre 91 du corps de contrôle 29 par une canalisation 92 que contrôle une soupape de ralenti 93 actionnée par le pa0 pillon ; cette soupape réduit la section de passage lorsque le papillon est sensiblement fermé et s'écarte de cette posi- tion lorsque le papillon dépasse la marge de ralenti.
Pour éliminer de la chambre 56 tout l'air emprisonné au cours de l'opération de remplissage et toutes les vapeurs oui se for- ment au cours du fonctionnement, on a prévu un passage 94 réunissant la partie supérieure de la chambre 56 à une cham- bre 95 du corps de contrôle 29, ce passage 94 étant l'un de ceux oui sont contrôlés par une soupape de commande 96 à trois lobes actionnée par un levier 97 et décrite ci-après. la chambre 57 de combustible dosé communique librement avec la chambre 95 du corps de contrôle par une canalisa- tion 98 qui part de la région supérieure de la chambre57.
Un conduit de remplissage 99 réunit la partie inférieure de la chambre 57 au corps de contrôle 29 et est commandé par une soupape 100 ou'actionne une came 101 tournant avec le levier 97. La came ouvre la soupape 100 pendant le fonction- nement normal et la ferme pour réaliser la coupure du ralenti quand le moteur doit être arrêté. le corps de contrôle 29, qui va maintenant être décrit détermine la surface utile de dosage pour différentes posi- tions du levier 97 de contrôle du mélange et en outre ac- croit automatiquement cette surface utile de dosage pour les grandes puissances. Le gicleur 105 " automatiques pauvre" re- lie la chambre 91 à une chambre 106 comportant un conduit 107
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s'ouvrant dans la chambre 95.
Un conduit 108 réunit la partie supérieure de la chambre 106 à la chambre 95. Les conduits 107 et 108 sont contrôlés par la soupape 96. Le gicleur "en- richiwsement de puissance" 109 fait communiquer la chambre 91 avec une petite chambre III. Un conduit 112 dans lequel est monté un gioleur 113 " Automatique riche" relié la chambre III à la chambre 95, l'extrémité du conduit 112 près de la soupa- pe 96 formant deux orifices II4 et 115 pour offrir une grande surface à l'écoulement tout en réduisant le diamètre ce qui permet un recouvrement approprié des orifices par un lobe de la soupape 96.
Un conduit 116 réunit la chambre III à la chambre 106 et comporte une soupape d'enrichissement 117 maintenue fermée par un ressort et reliée à un diaphragme 118 qui est soumis sur l'une de ses faces à la pression de combus- tible dosé dansla chambre 106, et sur l'autre face à la pres- sion du combustible non dosé dans le conduit 92.
La soupape 96 de contrôle du mélange occupe normale- ment l'une des quatre positions représentées sur les figures 3 à 6. La figure 3 représente la position " richesse maxima" pour laquelle tous les conduits 94, 107, 108, 114 et 115 sont ouverts, la soupape 100 est ouverte et la soupape 85 est ou- verte, cette dernière soupape étant actionnée par untrin- glerie non représentée qui la relie au levier 97. Pour cette position le dispositif est dans la position correspondant au mélange riche et le dispositif automatique de contrôle 83 en fonction de l'altitude est inopérant.
Si l'on déplace la soupape 96 pour l'amener dans la position "Automatique riche" représentée sur la figure 4, la seule modification qui se pro- duise est la fermeture de la soupape 85, ce qui a pour effet de rendre opérante la soupape de commande automatique en
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fonction de l'altitude qui réduit la section du conduit 80 lorsque l'altitude augmente. Si l'on amené la soupape 96 dans la position " Automatique pauvre" représentée sur la figure 5; les orifices 114 et 115 se ferment ce qui rend inopérant le gicleur 113 " Automatique riche" et réduit ainsi la surface utile de dosage. En continuant à agir sur la soupape 96, on arrive à, la position " coupure de ralenti Il représentée sur la figure 6 pour laquelle tous les conduits ainsi que la soupa- pe 100 sont fermes.
Toute communication est donc interrompue aussi bien entre les chambres 91 et 96 du corps de contrôle qu'entre la chambre de combustible non dosé 56 et la chambre de combustible dosé 57 du régulateur 28, en sorte que l'ali- mentation en combustible du conduit 30 relié à la pompe d'in- jection est complètement interrompue.
La pompe d'injection 31 représentée sur la figure 7 comporte un arbre 34 qui entraine un organe 121 par l'in- termédiaire d'un accouplement du type Oldham,de construction connue, indique en 122. Une goupille de repérage 123 est pré- vue pour éviter un assemblage incorrect de l'accouplement ce qui fausserait le réglage de la pompe d'injection par rapport au moteur. Un plateau louvoyant 124 monté par un palier sur l'organe 121 porte contre une série de poussoirs 125 Qui se déplacent d'un mouvement alternatif dans des manchons 126 uni- formément répartis à la périphérie de la pompe d'injection 31.
Les plongeurs 127 de la. pompe sont disposés co-axialement avec les poussoirs 125 et sont montés glissants dans les manchons 128 qui constituent les cylindres de pompe. Comme tous les en- sembles poussoirs-plongeurs ainsi que leur mécanisme de comman- de sont similaires, la description suivante porte sur l'ensem- ble plongeur-poussoir représenté à la partie supérieure de la
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figure 7. Un ressort 129 sollicite la plongeur 127 vers la gauche et maintient ce dernier en contact constant avec son poussoir et le poussoir en contact avec le plateau louvoyant 124.
De préfrence le plongeur et le poussoir sont constitués par des pièces distinctes en butée l'une contre l'autre plu- tôt que d'une seule pièce, en sorte que les petits défauts d'alignement des manchons 126 et 128 n'entraînent pas de coincement de l'ensemble. Un ressort 131 est prévu pour écar- ter le poussoir du plateau louvoyant au cas où le plongeur 127 collerait.
Pour lubrifier les poussoirs, un conduit 135 amène de l'huile à une gorge 136 qui est reliée à une seconde gorge 137 ménagée à la périphérie du manchon 126 du poussoir. Un trou unique 139 ménagé dans le manchon 126 communique de fa- çon intermittente avec une gorge I39 prévue à la périphérie du poussoir 125 dans lequel est foré un trou 141 par leauel l'huile passe à l'intérieur d'un alésage 142 prévu dans le poussoir. L'huile contenue dans la gorge 139 lubrifie effica- cement le poussoir.Un petit trou 143 fait communiquer d'une façon intermittente l'alésage du poussoir avec une rainure l'huile annulaire 144 comportant un orifice 145 par le quel/s'échappe à l'intérieur du carter du plateau louvoyant en sorte qu'on obtient une circulation réduite d'huile par la rainure 139 et l'alésage 142.
L'huile contenue à l'intérieur du carter est retournée au carter de manivelle du moteur par les pa- liers du support de l'organe 121. Grâce à l'apport intermis- tent d'huile au poussoir la quantité d'huile utilisée pour la lubrification est réduite sans qu'il soit nécessaire de recourir à des conduits de section très faible qui pourraient avoir tendance à s'obstruer.
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Le plongeur 127 comporte un alésage axial 146 oui com- munique avec deux gorges 147 et 148 écartées l'une de l'autre d'une certaine distance. Un manchon by-pass 149 est monté glissant sur le plongeur 127 et une douille à gorge 150 est vissée sur oe manchon et est portée par un plateau 152. Le plateau 152 est assujetti à un piston coulissant 153 qui est sollicité vers la droite par un ressort 154 et est dé- placé vers la gauche, en antagonisme avec l'action du ressort, par une tige 155 reliée à. l'Orne des extrémités d'un levier 156 dont l'autre extrémité s'articule sur une biellette 157 fixée au diaphragme 46;
ce dernier ainsi qu'on l'a exposé précédemment, constitue la paroi mobile de la chambre 47 re- liée au venturi 14 par le conduit 48. Si on le désire, la c'am bre 47 peut être mise en communication avec l'atmosphère, l'entrée d'air ou toute autre source de pression appropriée comme il apparaîtra ci-après. A son extrémité gauche la tige 155 se termine par un cône arrondi à, son sommet et s'engage dans un logement de forme correspondante prévu dans un organe 158 fixé au piston 153. Cette construction facilite l'assem- blage et permet un léger mouvement de basculement de la tige 155 lors du mouvement du levier 156.
L'intérieur du carter de la pompe 31 constitue un ré- servoir à combustible 159 qui reçoit le combustible du corps de contrôle 29 par l'intermédiaire du conduit 30, du filtre 160 et d'un venturi 161, ce dernier ayant pour but d'aspirer par un conduit 162, toutes les vapeurs de combustible qui peuvent se former et être retenues dans le réservoir, dans la région du plongeur supérieur 127. Le conduit d'évacuation 42, contrôlé par un flotteur indiqué en 165, ramène les vapeurs de combustible ou d'air dans le réservoir de combus- tible 26.
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Comme représenté sur la figure 7, le plongeur supé- rieur est dans sa position droite extrême correspondant à la fin de la course. Lors de la rotation du plateau louvoyant 124, le plongeur se déplace vers la gauche jusqu'à ce que la . gorge 147 vienne se placer à gauche du manchon by-pass 149.
A ce moment le combustible entre par la gorge 147 et l'alé- sage 146 pour remplir l'espace de pompage, à droite de l'ex- trémité du plongeur 127. Lorsque le plongeur se déplace vers la droite, le combustible est refoulé par la,' gorge 147 jus- qu'à ce que cette dernière soit reoouverte par le manchon by-pass 149, ce qui détermine le commencement de l'injection.
Le mouvement ultérieur du plongeur oblige le combustible à passer dans le passage 167 par l'intermédiaire de la soupape. de retenue 166 tarée par un ressort puis par l'intermédiaire du conduit 132 dans l'injeoteur 33 qui débite le combustible sous haute pression dans le cylindre du moteur. Le gicleur 33 continue à débiter jusqu'à ce que la gorge 148 vienne en regard d'un espace annulaire 169 en communication avec le réservoir 159; à partir de ce moment le combustible restant dans le cylindre du plongeur 127 est refoulé dans ledit ré- servoir 159. Cette disposition fait tomber brusquement la pression du combustible refoulé ce qui interrompt brusquement l'injection et empêche l'injeoteur de baver.
De préférence la gorge 148 et la chambre annulaire 169 sont amenées en coïncidence peu de temps avant la fin de la course du plon- geur 127 en sorte que la dernière partie de la course, qui se produit à une vitesse rapidement décroissante, et déter- minerait une réduction de la pression d'injection du combus- tible n'est pas utilisée pour injecter le combustible dans le moteur. De ce fait, la période d'injection est donc limi-
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tée à la période de grande vitesse relative du plongeur et de haute pression, ce qui permet d'obtenir une meilleure pulvérisation du combustible a l'injecteur.
Le déplacement vers la droite du. manchon by-pass 149 (voir figure 7) augmente la. fraction de la course durant laquelle la gorge 147 communique avec le réservoir ou en d'autres termes retarde le commencement de l'injection et par conséquent réduit la course utile du plongeur. Si le manchon by-pass 149 est amené dans sa position droite extrê- me, la gorge 147 n'est pas recouverte par le manchon 149 ou du moins ne l'est pas avant que la gorge 148 ne soit venue en coïncidence avec la chambre annulaire 169 ; dans ce cas il n'y a pas de combustible injecté dans le moteur. Donc en faisant varier la position du manchon 149 on peut faire varier la course utile de pompage de la pompe de zéro au maximum..
Afin d'éliminer les variations des charges de com- bustible refoulées par les différents plongeurs qui sont dues aux variations des positions relatives des gorges 147 et 148 et de la chambre annulaire 149, chacun des manchons by-pass 149 et 150 présente des encoches également réparties mais en nombredifférents comme on le voit plus clairement sur le plongeur inférieur de la figure 7. De préférence l'un des organes 149-150 a, une encoche de plus que l'autre.
Un ressort 171 est porté par l'organe 149 et présente une extrémité repliée 172 qui vient s'engager dans deux encoches opposées de façon à, bloquer l'organe 150 par rapport à, l'or- gane 149. Ceci permet de régler la position latérale du man- ohon 149 par rapport au plateau 152 par fractions égales au quotient du pas du filetage de l'organe 149 par le produit du
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nombre des encoches ménagées sur les deux organes 149 et 150.
Ainsi - 'il y a neuf encoches sur l'un des organes et dix sur l'autre et que le pas du filetage soit o,79 mm la valeur du réglage permis est inférieure à un centième de millimètre.
Si l'on suppose que le dispositif d'alimentation dé- crit ci-dessus est monté sur un moteur et ne contient pas de combustible le processus des opérations pour réaliser le rem- plissage du dispositif, le démarrage du moteur et le fonction- nement de ce dernier se produit comme suit : si l'on se réfè- re aux figures I, 2 et 7 la soupape de commande 96 est placée dans la position " automatique riche" (voir figure 4) ce qui découvre tous les conduits contrôlés par la soupape 96 et ou- vre la soupape 100.
On envoie alors le combustible souspres- sion dans le conduit d'admission 27 du régulateur 28 au mo- yen de la pompe à main 40. le ressort de ralenti 75 maintient normalement la soupape 68 écartée de son siège et permet ain- si au ocmbustible de pénétrer dans la chambre de combustible non dosé puis de s'écouler par le passage 92 dans la chambre
91 du corps de contrôle 29. Le niveau du combustible monte uniformément dans les chambres 56 et 91 jusqu'à, ce qu'il at- teigne le gicleur 105. Le combustible dans la chambre 56 pousse le diaphragme 63 vers la gauche ce qui tend à fermer la soupape 68, en antagonisme avec l'action du ressort 75 ; toutefois le niveau défini par le gicleur 105 doit être trop bas pour fermer la soupape 68, car autrement l'écoulement de combustible serait interrompu.
Le combustible qui continue à entrer dans la chambre 56 passe par le gicleur 105, fran- chit la soupape 100 et arrive dans la, chambre de combustible - dosé 57 par le conduit 99. Le niveau du combustible dans la chambre 56 reste donc constant jusqu'à ce que le combustible
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dans la chambre 57 atteigne le même niveau. ; puis le niveau s'élève uniformément dans les deux chambres et dans le corps de contrôle le combustible chassant l'air par le passage 30 jusau'à la pompe d'injection où il est évacué par le pas- sage 42.
Le combustible alimente alors la pompe d'injection jusqu'à, ce au'elle soit remplie à son tour ; à ce moment le flotteur 163 ferme l'orifice 42. Si l'on continue à action- ner la pompe à main 40, la pression du combustible dans tout le système augmente, en particulier dans le réservoir 159 de la pompe La pression accrue qui s'exerce sur le diaphragme 46 le déplace vers la droite et par conséquent pousse les man- chons by-pass vers la gauche en sorte que la course utile des plongeurs 127 prend sa valeur maximum. Le moteur reçoit donc pendant son entraînement uhe charge importante de combustible afin de réaliser un mélange plus riche.
Au cours du fonctionnement le pilote contrôle le dé- bit d'air fourni au moteur en manoeuvrant le papillon 15 et le débit du combustible est contrôlé automatiquement comme il sera exposé ultérieurement. L'écoulement de l'air dans le conduit d'admission 10 fait naître une différence de pressions entre le col du venturi 14 et l'orifice d'entrée cette différence étant proportionnelle à la racine carré du débit d'air. Ces pressions sont transmises respectivement aux chambres 58 et 59 et, en agissant sur les faces oppo- sées du diaphragme 65, elles créent une force résultante di- rigée vers la droite et tendant à ouvrir la. soupape 69, cette force étant aussi proportionnelle à. la racine carré du débit d'air.
Les diaphragmes d'étanchéité 64 et 66 sont soumis sur une de leurs faces respectivement à ces pressions d'air et n'ont d'autre rôle aue de réduire la surface utile du dia-
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phragme 65 sans affecter la loi de proportionalité entre le débit d'air et la force exercée sur la tige de commande 67.
Le combustible débité par la pompe 38 entraînée par le moteur arrive à celle-ci par le conduit 27, passe par la soupape 68 dans la chambre de combustible non dosé 56 et par le conduit 92 dans la chambre 91. Si la soupape de con- trôle du mélange est dans la position "Automatique pauvre" et oue le moteur fonctionne à puissance modérée, le oombusti. ble passe par le gicleur 105 et le passage 107 dans la oham- bre95, puis par le conduit 30 dans le réservoir 159 de la pompe d'injection SI.La pression du combustible dans le ré- servoir159 agit sur le diaphragme 46 et le sollicite vers la droite de façon à déplacer la tige 155.
le plateau 152 et les manchons by-pass 149 vers la gauche,en antagonisme avec l'ac- tion du ressort 154,pour déterminer la course utile ou dé- bit de la pompe d'injection. l'écoulement de combustible de la chambre de combustible non dosé 56 à la chambre 95, par l'intermédiaire du corps de contrôle 29, donne naissance à une pression différentielle qui pour une section utile don- née de dosage dans le corps 29, est proportionnelle à la ra- oine carré de la quantité de combustible débité. On notera que le conduit 94 est ouvert et constitue un by-pass par rapport à la soupape de ralenti 93 et du gicleur 105 ce qui augmente légèrement la surface utile d'écoulement.Toutefois on peut le négliger pour simplifier et considérer que l'ori- fice 105 a une surface utile légèrement supérieure.
La pression différentielle à travers le corps de con- trôle 29 agit sur le diaphragme 63 et fait naitre une force qui tend à fermer la soupape 68 et qui est proportionnelle ' est à la racine carré du débit du combustible, Si cette force ea
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insuffisante pour équilibrer l'action due à l'écoulement de l'éir sur l'ensemble à diaphragmes qui commande la soupape 68, elle s'ouvre davantage, ce qui augmente la pression du combus- tible à travers tout le système,en aval de la soupape.L'ac- croissement de la pression du combustible dans le réservoir xx 159 déplace encore vers la droite le diaphragme 46 pour aecroi -tre le débit de la pompe d'injection jusqu'à,
ce que la quan- tité de combustible qui passe par l'orifice de dosage 105 soit suffisante pour produire dansle corps de contrôle 29 une pres -sion différentielle qui, en agissant sur le diaphragme 63. fasse naître une force capable d'équilibrer l'effort créé par l'écoulement de l'air sur le diaphragme 65.Le régulateur agit donc constamment pour faire varier la pression du combustible dans la chambre 159 de façon à déterminer le débit du combus- tible nécessaire pour appliquer sur le diaphragme 63 une pres- sion différentielle susceptible d'équilibrer la pression dif- férentielle qui du fait de l'écoulement de l'air est appliquée sur le diaphragme 65, ce qui maintient un ra,port constant en- tre l'air et le combustible délivré au moteur, pour une sec- tion de dosage donnée du corps de contrôle 29.
La chambre 47 peut être mise en communication avec l'atmosphère,l'entrée d'air,le grand venturi 13.le petit venturi 14 ou toute autre source de pression choisie. Si elle est miseen communication avec l'atmosphère,la pression du combustible dans la chambre 159 doit augmenter sensiblement comme le débit d'air, pour déplacer le plateau 152 vers la gauche en antagonisme avec le ressort 154 et accroître ainsi de façon correspondante le débit du combustible admis au mo- taur;
à certains égards ceci n'est pas souhaitable car la pom- pe de combustible 38 entraînée par le moteur devrait être d'un type
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relativement haute pression pour que la pression dans la chambre 59 soit suffisante pour amener la plateau 152 dans la position de débit maximum, de la pompe,alors que la chute de pression à travers le régulateur 28 et le corps de con- trôle 29 est maxima. En faisant communiquer la chambre 47 avec le venturi 14, la dépression qui augmente avec le débit d'air est utilisée conjointement avec la pression du combus- tible dans la chambre 159 pour déplacer le diaphragme 46 vers la droite et accroître le débit de combustible de façon cor- respondante.
En donnant à la tension du ressort 154 et aux dimensions du diaphragme 46 des valeurs relatives appropriées on peut faire en sorte que la pression du combustible dans la chambre 159 augnente ou diminue quand les débits d'air et de combustible admis au moteur croissentDans tous les cas, la pression du combustible dans la ohambre 159 est contrôlée par le régulateur 28 de façon qu'en combinaison avec la pres- sion dans la chambre 147, elle règle la position des manchons by-pass 149 pour maintenir ou équilibrer les efforts exercés sur la soupape 68 par les écoulements d'air et de combusti- ble;dans oes consitions le combustible fourni au moteur est proportionnel au débit d'air, comme il a été exposé précédem- ment.
Au ralenti,le ressort de ralenti vient porter contre la tige de commande 67 et créer; une foroe dirigée dans le mê -me sens que l'action de l'écoulement d'air sur le diaphragme 65 et s'ajoutant à celle-oi;le débit de combustible doit donc être plus grand pour que la force créée sur le diaphrag- me 63,du fait de l'écoulement du combustible soit suffisan- te pour équilibrer l'action combinée de l'air et du ressort. la richesse du mélange est donc accrue au ralenti, comme vou- lu.
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On a jugé utile de régler le ressort de ralenti 75 pour assu- rer un enrichissement excessif au ralenti, puis de réduire cet enrichissement au moyen de la soupape 93 contrôlée par le pa- pillon qui est réglé de façon à diminuer la section du passage 92 lorsque le papillon est fermé et à être écartée de cette position d'étranglement quand le papillon s'ouvre à partir me la position de ralenti.Tout réglage voulu de l'enrichissement au ralenti ou au voisinage du ralenti peut être obtenu en choisissant le profil de la soupape 93 et son mode d'action.
Qmand le débit d'air,et par conséquent la puissance augmentent, la différence des pressions entre le venturi et l'entrée d'air et par suite la différence de pressions entre le combustible non dosé et le combustible dosé augmente. Le diaphragme 118 qui est soumis à cette pression différentielle combustible non dosé-combustible dosé est disposé de façon à ouvrir la soupape 117 quand cette différence dépasse une va- leur déterminée, afin d'enrichir le mélange pour le fonction- nement à grande puissance.
Quand la soupape 117 s'ouvre le combustible passe de la chambre 91 dans la chambre 95 par le gicleur 109, la soupape 117 et le conduit 116. Le régulateur 29 contrôle le débit du combustible pour maintenir la pres- sion différentielle du combustible entre les chambres 91 et 95 égale ou proportionnelle à la pression différentielle de l'air sur le diaphragme 65. Par l'ouverture de la soupape d'enrichissement, on augmente la surface utile de dosage en ajoutant , celle-ci la section du gicleur 109; le débit de combustible et par conséquent la richesse du mélange sont donc augmentés, comme il est désirable pour le fonctionnement à, grande puissance.
Si maintenant l'aérodyne prend de l'altitude, la pres-
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sion différentielle venturi-entrée d'air pour un poids donné d'air augmente. Si cette pression différentielle accrue était transmise aux chambres 58 et 59 du régulateur 28, le débit de combustible envoyé au- moteur augmenterait et le mélange de- viendrait plus riche lorsque l'altitude augmente. Toutefois lorsque cette éventualité se produit, la capsule 84 se dilate et la soupape 83 réduit le passage 80. En conséquence l'as- piration par l'intermédiaire du conduit calibré 90., de l'air de la chambre 59 dans la chambre 58 communiquant avec le ventu- ri tend à réduire la pression dans la chambre 59 et par suite la pression différentielle agissant sur le diaphragme 65.
La soupape 83 est conçue de façon à réduire la section du con- duit 80 pour que la pression différentielle sur le diaphragme 65 reste sensiblement constant pour un poids donné d'air, in- dépendemment de l'altitude, ce qui maintient la richesse du mélange sensiblement constante lorsque l'altitude varie. Il est évident qu'on peut obtenir le même résultat en utilisant une soupape contrôlée par une capsule pour commander la con- nexion entre le venturi et la chambre 58 au, lieu de la conne- xion entre l'entrée d'air et la chambre 59.
Si la soupape 96 de contrôle du mélange est placée dans la position "automatique riche" représentée sur la figure 4, et que le moteur fonctionne à puissance modérée, la soupape d'enrichissement 1I7 est fermée et le moteur reçoit le combus- tible passant à travers le gicleur 105 "automatique pauvre" et aussi par le gicleur 109 "enrichissement automatique de puissance", le gicleur 113 "automatique riche" et le conduit 112. Ainsi la surface utile de dosage disponible est augmentée et le mélange est par suite enrichi.
Pour ces conditions de fonctionnement le gicleur 109 "enrichissement de puissance"
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a peu d'action puisqu'il estde plus grande section que le gi- cleur 113 "automatioue riche".Toutefois pour les grandes puis- sances avec la soupape d'enrichissement 117 ouverte, le gi- cleur 109 devient le doseur principal et la richesse du mé- lange de puissance est sBnsiblement la même que si la soupape de commande 96 se trouvait dans la position "automatique pau- vre". Grâce à cette disposition, le moteur reçoit un mélange de richesse convenable pour la puissance maxima, que la sou- pape 96 se trouve dans la position Il automatique riche" ou "automat ique pauvre".
En cas de nécessité aux altitudes élevées le pilote peut obtenir un enrichissement supplémentaire en amenant la soupape 96 à, la position "richesse maximal' représentée sur la figure 3 ce qui détermine l'ouverture de la soupape 85 par l'intermédiaire d'une tringlerie non représentée qui connecte le levier 96 et la soupape 85. Ceci élimine l'action de la soupape 83 et permet l'application totale de la. pression dif- férentielle venturi-entrée d'air au régulateur 28 pour obtenir un mélange plus riche.
Pour enrichir légèrement le mélange lors des accéléra- tions, on prévoit un diaphragme 49 (figure 7) Qui est sollici- té vers le haut par un ressort 51. Lors du fonctionnement au ralenti ou en croisière la dépression régnant en aval du pa- pillon 15, est transmise par le conduit 53 à la chambre 52 et sollicite le diaphragme 49 vers le bas en antagonisme avec l'action du ressort 51 ; du combustible est aspiré dans la, cham- bre 175 par les orifices calibrés 176 et 177. Lorsqu'il se produit dans la chambre 52 une brusque réduction de la dépres- sion corrélative d'une accélération, le ressort 51 repousse le diaphragme 49 vers le haut ce qui injecte du combustible
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dans le réservoir 159.
L'orifice 177 est placé de telle sorte que le combustible qu'il débite soit dirigé contre le diaphrag me 46 pour faciliter son déplacement vers la droite. En outre le combustible introduit dans la chambre 159 compense l'accroi sement du volume utile de la chambre 159 qui résulte du dépla- cement du diaphragme 46; s'il n'en était pas ainsi une partie du combustible qui est dosé et qui est délivré par le régu- lateur servirait à remplir ce volume au lieu d'être injecté dans le moteur.
Dans certaines installations, une accéléra- tion suffisamment rapide est obtenue sans pompe d'accélération
Afin de vérifier le calage de la pompe d'injection par rapport au moteur, on prévoit un doigt 181 (figure 10) qui est monté pivotant dans une coupelle 182 assujettie à l'in- térieur de la pompe (figure 7) ce doigt coopérant avec un plat ménagé à l'extrémité d'un organe 183 fixé à l'organe ro- tatif 121 sur lequel est monté le plateau louvoyant 124. Un ressort 184 sollicite normalement le doigt 181 dans le sens inversedes aiguilles d'une montre, en regardant la figure 10, pour l'écarter du plat prévu sur l'organe 183.
Une ou- verture 185 est prévue dans la coupelle 182 en regard d'ou- vertures analogues non représentées prévues dans différents autres organes de la pompe qui permettent l'introduction d'une tige 186 pour appliquer le doigt 181 contre l'organe 183, com- me représenté sur la figure 10. Le plat sur l'organe 183 et le plateau 124 ont des positions relatives telles aue si la tige est engagée à fond le plongeur N I, ou un autre plon- geur bien déterminé, se trouve en fin de course. On peut donc vérifier si la pompe se trouve en position correcte par rapport au moteur.
Pour les moteurs comportant un grand nombre de cylin-
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lindres. on a constaté qu'il était parfois préférable d'uti- liser deux pompes d'infection distinctes plutôt que d'employer une seule pompe de diamètre suffisant pour contenir ous les plongeurs répartis circulairement.à l'intérieur de celle-ci.
Le figure 8 montre schématiquement un agencement dans lequel deux pompes d'injection 31A et 31B sont utilisées avec un seul régulateur et un seul corps de contrôle. La canalisation 30 qui reçoit le combustible du corps de contrôle 29 présente deux branchements 30A et 30B reliés aux pompes d'injection respectives. Des leviers 188 et 189, de même longueur sont fixés aux leviers pivotants I56A et 156B et tournent avec eux et ils sont interconnectés par une tringle réglable 191.
On règle initialement la tringle 191 de façon à rendre égaux les débits des deux pompes;les plateaux 152A et I52B qui ac- tionnent les manchons by-pass se déplacent ensuite ensemble, indépendamment des variations du frottement des plongeurs dans les pompes 31A et 31B ou des variations de tension des ressorts qui s'opposent au déplacement des plateaux I52A et I52B.
La. figure 9 montre une variante du dispositif qui ac- tionne le plateau portant les manchons by-pass des plongeurs.
Dans cette modification on prévoit un ensemble à diaphragmes guidés qui comprend un petit diaphragme 194:, une vis centrale 195 serrant ce diaphragme contre un organe de guidage 196 et une coupelle d'appui 197. l'extrémité gauche de la vis 195 bute contre une tige de guidage 198 fixée au plateau qui por- te les manchons by-pass ou butant directement contre celui-ci, comme indiqué sur la figure 7. L'autre extrémité de la vis 195 présente une partie de diamètre réduit qui s'engage dans un organe de serrage central 199 contre lequel elle bute et qui
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maintient en place un plus grand diaphragme 201. Une chambre 202, à droite'du diaphragme 201, communique librement par le conduit 203 avec le réservoir 159 de la pompe d'injection.
Une chambre 204 située entre les diaphragmes est en communi- oation avec le venturi 14 par le conduit 46. Comme indiqué en se référant à la figure 7, la chambre 204 peut communiquer avec l'atmosphère, l'entrée d'air, ou toute autre source de pression choisie au lieu de communiquer avec le venturi. La variante de la figure 9 fonctionne de façon analogue à celle de la figure 7. Un accroissement de la pression du combus- tible dans la chambre 159 est transmis à la chambre 202 et pousse les deux diaphragmes et la tige 198 vers la gauche pour augmenter la course utile des plongeurs de la pompe, com- me dans la réalisation de la figure 7.
De même, un accroisse- ment de la dépression au. ventiri est transmis à la chambre 204 et, du fait de la différence des surfaces des diaphragmes 201 et 194, pousse les diaphragmes et la tige 198 vers la gauche pour s'ajouter à l'action de la pression du combustible, comme sur la figure 7. Avec cette modification la pompe d'ac- célération est de préférence placée près du diaphragme 201 en sorte que le débit de la pompe tend à déplacer ce diaphragme 201 vers la gauche, d'une façon analogue à l'action de la pompe d'accélération de la figure 7. les figures II, 12 et 13 montrent schématiquement d'au- tres réalisations de l'invention.
On remarquera que dans la réalisation des figures 1à 7, le ressort 154 et le diaphragme 46 sont agencés de façon telle qu'un accroissement de la pres- sion du combustible dans la chambre 159 déplace les manchons
149 by-pass/vers la gauche pour augmenter le débit. La soupa-
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pe 68 du régulateur est par conséquent disposée de façon à s'ouvrir sillon désire une quantité supplémentaire de com- bustible afin d'équilibrer l'action de l'écoulement de l'air sur le diaphragme 65. L'ouverture de la soupape 68 augmente la pression dans la chambre 159,ce qui déplace le diaphragme 46 vers la droite pour accroître la course utile des plon- geurs et détermine l'accroissement de débit du combustible comme désiré.
Sur la. figure II, un ressort 210 sollicite vers la gauche le plateau 152 portant les manchons by-pass ce qui tend à augmenter la course utile des plongeurs 127. Il faut donc augmenter la pression de combustible dans la chambre 211 pour réduire le débit de la pompe ou diminuer cette pression pour accroître le débit. Pour obtenir cet effet la soupape 212 du régulateur est agencée de façon à se fermer lorsqu'elle se déplace vers la droite, contrairement à, la soupape 68 de la figure 2 qui s'ouvre pour un déplacement dans ce sens.
Si donc la pression différentielle de dosage de combustible appliquée au diaphragme 63 et par conséquent le débit de com- bustible envoyé au moteur, sont insuffisants pour équilibrer la pression différentielle due à l'air et appliqué au dia- phragme 65, la soupape 212 tend à se fermer ce qui réduit la pression dans la chambre 211 et permet au ressort 210 de déplacer les manchons by-pass vers la gauche afin d'ac- croître le débit de la pompe d'injection ; de ce fait la chu- te de pression à, travers l'orifice de dosage 213 et par con- séquent la pression différentielle de combustible s'exerçant sur le diaphragme 63 augmente jusqu'à, ce que cette dernière pression différentielle équilibre 3% pression différentielle de l'air.
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Dans la variante des figures 12 et 13, la pompe d'in- jection de combustible est contrôlée à la main et le papil- lon est contrôlé automatiquement. Ainsi sur la figure 12 un levier 220 actionné à la main règle la position des man- chons by-pass 149 et détermine la quantité de combustible in- jecté dans le moteur. Le papillon 15 est relié par un levier 221 et une tringlerie 222 à un diaphragme 223 sollicité, par un ressort 224, dans le sens correspondant à l'ouverture du papillon. Une chambre 226 située au-dessus du diaphragme est de préférence mise en comminication aveo l'atmosphère ou l'entrée d'air.
Une chambre 227 située au-dessous du diaphragme est reliée par une canalisation 228 à la chambre de combustible dosé 57 mais pourrait aussi bien être reliée à la chambre de combustible non dosé 56 ou à tout autre point du système d'alimentation en combustible situé en aval de la sou- pape 230. Au cours du fonctionnement si le levier 220 est déplacé de manière à augmenter le débit de la pompe à'injec- tion, la pression différentielle de dosage du combustible à travers l'orifice de dosage 231 qui agit sur le diaphragme 63 augmente et détermine le déplacement de la soupape 230 vers la position de fermeture.
Ceci réduit les pressions absolues du.,, combustible d.ans les chambres 56 et 57 ainsi que dans la chambre 227 en sorte que le ressort 224 déplace le diaphragme 223 vers le bas pour ouvrir le papillon 15 et permettre l'ad- dition d'air correspondant au plus grand débit de combustible.
Le diaphragme 223 se déplace vers le bas jusqu'à ce que le pa- pillon se soit ouvert suffisamment pour que l'écoulement d'air crée une pression différentielle qui, en agissant sur le dia- phragme 65 équilibre la pression différentielle de combustible sur le diaphragme 63. On réalise ainsi un rapport combustible/ air constant.
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Dans la variante de la figure 13. un ressort 235 sol- licite le diaphragme 236 dans le sens de fermeture du papil- lon 15. la chambre 237 au-dessus du diaphragme 236 est soumise à la pression qui lui est transmise à partir de la chambredu combustible non dosé 56 par une canalisation 238; on pourrait également utiliser la pression du combustible en un point quel- conque du système situé en aval de la soupape 239.
Le montage de la soupape 239 est tel qu'elle s'ouvre lors de son déplace- ment vers la gauche, contrairement à la soupape 230 de la figu- re 12. Durant le fonctionnement, si l'on déplace le levier de commande 220 de la pompe d'injection vers la gauche pour aug- menter le débit de la pompe d'injection, la pression différen- tielle de dosage du combustible à travers l'orifice de dosage 231 agissant sur le diaphragme 63 augmente et déplace la soupa- pe 239 dans le sens de l'ouverture. Ceci augmente les pressions du combustible dans les chambres 56 et 57 et aussi dams la chambre 237; le diaphragme 236 se déplace donc vers le bas pour déterminer une plus grande ouverture du papillon afin de com- penser l'accroissement du débit de combustible.
Le diaphragme 236 se déplace vers le bas jusqu'à ce que le papillon soit suffisamment ouvert pour permettre l'écoulement d'air néxes- saire à la création d'une pression différentielle d(air sur le diaphragme 65 qui équilibre la pression différentielle de combustible sur le diaphragme 63. Le rapport combustible/air reste donc constant. La chambre 240 située au-dessous du dia- phragme 236 peut être mise en communication avec l'atmosphè- re, l'entrée d'air, le venturi ou toute autre source de pres- sion.
Si la dépression dans le venturi est transmise à la chambre 240 elle facilite l'ouverture du papillon lors de l'ac- croissement des débits d'air et de combustible et par suite les pressions de combustible dans la chambre 237 seront plus faibles que si la chambre 240 communiquait avec l'atmosphère.
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Les agencements représentés sur les figures 12 et 13 conviennent particulièrement à l'emploi sur des moteurs à degré de suralimentation élevé puisqu'on peut se passer du de la pression d'alimentation contrôle/généralement requis, lorsqu'on utilise un papillon actionné à la main, pour empêcher une suralimentation exces- sive du moteur. Ainsi en limitant la course utile maximum de la pompe d'injection au moyen d'une butée sensiblement fixe, la charge d'air sera automatiquement limitée indépendemment de l'altitude ou de la densité de l'air entrant.
Au niveau du sol et avec la pompe d'injection réglée pour la course ma- ximum, le papillon d'air est seulement partiellement ouvert, et quand on atteint une certaine altitude le papillon sera ouvert davantage pour maintenir le degré de suralimentation voulu ; on évite ainsi une suralimentation excessive du mo- teur.
Bien que les figures II, 12 et 13 représentent di- verses réalisations l'une façon schématique simplifiée on comprendra aisément que les éléments du dispositif peuvent être de forme correspondant aux éléments similaires repré- entés en détail sur les figures 2 à 7 ; ainsi on a représen- té le corps de contrôle 29 de la figure 2 par un orifice de dosage unique. les autres éléments ont été pareillement re- présentés sous forme simplifiée.
Bien que plusieurs réalisations de l'invention aient été représentées, il apparaitra aisément que différentes modi- fications de structure ou d'agencement des éléments peuvent petre effectuées sans sortir du domaine de l'invention. Par exemple les diaphragmes 63 et 65 du régulateur peuvent être de dimensions différentes, le nombre et la position des dia- phragmes peuvent être modifiés et d'autres changements qui
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apparaitront aux spécialistes, peuvent être apportés sans sortir des principes mis en jeu.. Pareillement la capsule al-
83 timétrique 84 et la soupape/Qui lui est fixée, peu-vent contrôler la communication de la chambre 58 avec le venturi au lieu de la connexion de la chambre 59 avec l'entrée d'air.
La disposition des gicleurs de dosage dans le corps de con- trôle 29 peut aussi être différente de celle oui est repré- sentée et la soupape de contrôle 68 peut être placée soit en amont soit en aval des orifices de dosage du combustible.
Dans la pompe d'injection, le by-pass peut contrôler de fa- çon réglable la fin de l'injection au lieu du début de l'in- jection. De nombreuses autres modifications apparaîtront encore aux spécialistes de la description oui précède et des dessins y annexés et il est bien entendu par consénuent que l'invention n'est pas limitée aux réalisations particulières décrites.
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PATENT OF INVENTION "Improvements to fuel supply devices".
The present invention relates to fuel supply devices for internal combustion engines where the air intake is of variable size, and more particularly to direct fuel injection systems for such. engines where an injection pump supplies the engine with separate and distinct charges of fuel in a timely manner.
It is known to manually control the flow rate of one of the constituents of the charge, air or fuel, and to automatically control the flow rate of the other constituent by means of a servomotor mounted on the engine oil circulation
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and the motor element of which is connected to the member which controls the flow rate of the other component while its control element is subjected to. from antagonistic forces which vary according to the importance of the flow rates of fuel and air admitted to the engine.
Such a device has many drawbacks. The rupture of the oil pipes connected to the servomotor under the action of vibrations or under the effect of enemy projectiles or any other cause, renders the supply device inoperative, determining, an oil leak yes renders very soon the oil supply system fails and causes serious fire hazards. The low temperatures, characteristic of certain geographical areas of use or of operation at high altitudes, increase the viscosity of the oil and interfere with the proper functioning of the servomotor, which becomes sluggish or even ceases to act in extreme cases.
The use of an oil servo motor places an additional strain on the oil supply system and consequently requires the use of larger oil pumps or additional pumps; in addition one must have recourse to a feeding system of greater flow. the higher price of the oil supply system, plus the price of the servo motor, which must be of careful construction, to reduce its inherent tendency to downgrade, significantly increases the price of the motor.
An object of the present invention is therefore to provide an improved fuel supply system for internal combustion engines of the direct injection type, which is free from the above drawbacks.
Another object of the invention is to provide a com-
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improved combination of an injection pump and its control mechanism.
Another object of the invention is to provide an improved system for controlling the flow of fuel supplied to an engine of the direct injection type, where the fuel and the air are correctly dosed, whatever the speed and the load. .
Another object of the invention is to control by hand one of the constituents of the load admitted into a direct injection engine, either air or fuel, and to use a variable fuel pressure to adjust the position. of the element that controls the other constituent.
Another object of the invention is to provide a control device for an engine of the direct injection type, where. the air or fuel control unit is manually operated and where. the other control member is actuated by a servomotor controlled by a member sensitive to a vacuum created in the air duct and to a variable and automatically controlled fuel pressure.
Another object of the invention is to use an element sensitive to a fuel pressure to control the useful stroke of an injection pump and to vary this pressure automatically in order to maintain an appropriate ratio between the quantities. of fuel and air supplied to the engine.
Another object of the invention is to provide an improved fuel flow control system for an engine of the direct injection type, in which the useful stroke of the injection pump is controlled by the action of a sensing element. -
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sible at a fuel pressure varying as a function of the values of the ratio between the weights of air and fuel admitted to the engine.
Another object of the invention is to provide a control device for an injection type engine, where the air flow is controlled by hand, while the fuel flow is automatically adjusted as a function of the weight of the fuel. air admitted to the engine.
Another object of the invention is to provide an injection pump and a control mechanism thereof where the air and / or the tapers are automatically removed.
A further subject of the invention is a simplified and improved system for controlling the air and fuel admitted to a direct injection engine.
Another object of the invention is to provide a mechanism for simultaneously controlling two or more injection pumps supplying fuel to an engine having a large number of cylinders,
Another object of the invention is to provide an improved lubrication system for injection pumps.
Other objects and advantages of the invention will readily emerge from the description below and the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a schematic sectional view showing the general arrangement of the elements of an embodiment of the invention. improved mixture generator device which is the subject of the present invention, in the case of an internal combustion engine where the air supply is controlled by hand and the fuel supply is automatically controlled;
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FIG. 2 is a schematic sectional view of the air duct, the fuel flow regulator and the fuel control body of an improved mixing generator device;
Figures 3, 4, 5 and 6 show the mixture control valve respectively in the maximum richness speed, rich automatic speed, lean automatic speed and idle cut-off positions;
Figure 7 is a sectional view of the fuel injection pump;
FIG. 8 is a schematic view showing an interconnection device between the control mechanisms of two injection pumps supplying the same engine;
FIG. 9 is a sectional view of a variant of the control system and of the device for accelerating the injection pump;
Figure 10 is a sectional view, taken along line 10-10 of Figure 7, showing a mechanism for checking the timing of the injection pump;
FIG. II is a simplified schematic view showing a variant of the embodiment of FIG. I;
Fig. 12 is a simplified schematic view showing another embodiment of the invention where the fuel supply is controlled by hand, and the air supply is automatically, and
Figure 13 is a simplified schematic view showing a modification of the embodiment of Figure 12.
In FIG. I the air is supplied to the engine by an intake duct 10 which comprises an air inlet or nozzle 12, one or more venturis 13, 14, a throttle 15 controlled by
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the linkage 16 leading to the cockpit, a compressor 17 of any suitable type, and conduits 18 connecting the compressor manifold to the various cylinders 19 of the engine, each of these cylinders comprising an intake valve 20, a exhaust valve 21 and a piston 22.
Fuel is supplied to the engine from a feed tank 26 through a line 27 which leads to a fuel flow regulator 28, the fuel then passes to a fuel control device 29 and through. a pipe 30 arrives at the injection pump 31 from where it is delivered at high pressure to the injectors such as 33 mounted in the heads of the cylinders 19 via the pipe 32. The injectors 32 may be of a type known and, if desired, can deliver the fuel in the conduits 18, in the vicinity of the inlet valves 20, instead of delivering it directly into the cylinders.
The injection pump 31 has a main shaft 34 driven in synchronism with the motor by the gears. swims 35. In four-stroke engines the injection pump is driven at half the speed of the engine, while in two-stroke engines it is driven at a speed equal to that of the latter. In order to supply the fuel under pressure to the regulator 28, a pump 38 driven by the motor is provided on line 27, which may be of any type, the one shown being a sliding vane pump,
comprising a bypass 39, the valve of which is controlled by the outlet pressure of the pump to keep the pressure of the fuel supplied to the regulator 28 substantially constant. In order to facilitate starting, a pump 40 can be provided on line 27
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hand operated which is preferably placed in the cabin under the pilot so that pressure fuel can be supplied to regulator 28 prior to or during engine start. To return the vapors and / or air to the fuel tank 26, conduits 41 and 42 are provided which respectively connect the regulator 28 and the injection pump 51 to a conduit 43 connected to the fuel tank. 26.
As will appear more fully below, the injection pump 41 has a diaphragm 46 for controlling the effective injection stroke. The inner face of the diaphragm being subjected to the pressure of the fuel inside the pump casing and its outer face constituting the wall of a chamber 47 connected to the venturi 14 by a duct 48. If desired. , the chamber 46 can be connected to the large venturi 13 or can communicate with the atmosphere or any other chosen pressure zone, as will appear below. For installations in which it is necessary to use an acceleration pump in order to obtain a desired acceleration rate, a diaphragm 49 may be provided which is biased inwardly by a spring 51.
The diaphragm 49 constitutes one of the walls of a chamber 52 which is connected to the duct 10 downstream of the butterfly valve by a pipe 52; all the details of this constructon will become clear from the detailed description below.
Referring to Figure 2, it will be noted that the position of the control body 29 relative to the regulator 28 as shown in Figure I, has been modified so that the two sets can be shown on a unique cut; likewise the positions of several conduits
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have been changed slightly from. their real positions in order to bring them into the plane where the view is taken; on the whole, however, the various elements were maintained at their respective vertical levels necessary for automatic filling and degassing.
, The regulator 28 is divided into five chambers, a non-metered fuel chamber 56, a dosed fuel chamber 57, a chamber 58 where the negative pressure prevailing in a venturi is exerted, a chamber 59 where the pressure prevails. air at the inlet and a chamber 60 connected to the upper and lower parts of the non-metered fuel chamber by means of conduits 61 formed in the arms or spokes 62 by which the chamber 60 is mounted at the inlet. interior of the chamber 59. The diaphragms 63, 64, 65 and 66 which separate the chambers from each other are all attached to a control rod 67 connected to a main valve 68, preferably balanced on the yoke. applied substantially no force resulting from the pressure difference of the fuel on either side of the valve.
Any type of balanced valve can be used such as a spool, a double seat valve, or as shown a valve balanced by a diaphragm 69 subjected on its left face to the fuel pressure upstream of the valve, pressure yes is transmitted entirely through a groove 73 and along the body of the valve, the latter being mounted with play in its housing ,, and. on its right side, at the pressure prevailing in the chamber 56 thanks to the conduits 74 yes are arranged so as to eliminate? air during the filling operation.
A spring 75 urges the valve 68 to the right in order to enrich the mixture during the idling operation as will appear below.
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impurities. A filter 76 is provided to remove air and fuel vapors supplied through line 27 to groove 73 of the main valve. The vapors and the air separated by the filter are returned to the fuel tank via line 41 which is controlled by a small float crew indicated at 77.
The chamber 59 of the regulator 28 is connected to the air inlet 12 by means of a duct 80 which opens into an annular chamber 81 in communication with the air inlet by a series of tubes 82. This communication is controlled by a valve 83 controlled automatically as a function of the altitude by a capsule 84 sensitive to the temperature and pressure variations of the incoming air so as to reduce the section of the connection when this temperature increases or let this pressure decrease. A bypass controlled by a valve 85 is provided as a bypass on the valve 83 and can be activated as described below to render the valve 83 inoperative.
The chamber 58 of the regulator 28 is connected to the venturi 14 by a main duct 87 which connects the lower part of the chamber to the venturi, and in which is provided a calibrated communication 88 which opens into the intake duct. downstream of. butterfly 15 when it is closed.
A duct 89 connects the upper part of the chamber 58 to the duct 87 which opens into the venturi 14; . Chambers 58 and 59 are connected through a calibrated orifice 90 in order to reduce the difference in pressures in chambers 58 and 59 when valve 83 is in the corresponding position. reducing the cross-section of the conduit 80. The conduit 90 is preferably placed at the bottom of the chambers so that the water or the liquid fuel which collects therein
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can be evacuated through line 87 and port 88 when starting the engine.
The unmetered fuel chamber 56 is connected to a chamber 91 of the control body 29 by a pipe 92 controlled by an idle valve 93 actuated by the pillon pin; this valve reduces the passage section when the throttle is substantially closed and deviates from this position when the throttle exceeds the idle margin.
In order to eliminate from the chamber 56 all the air trapped during the filling operation and all the vapors which form during operation, a passage 94 is provided which joins the upper part of the chamber 56 to a chamber. - bre 95 of the control body 29, this passage 94 being one of those which are controlled by a three-lobe control valve 96 actuated by a lever 97 and described below. the metered fuel chamber 57 communicates freely with the chamber 95 of the control body through a line 98 which extends from the upper region of the chamber 57.
A filling duct 99 joins the lower part of the chamber 57 to the control body 29 and is controlled by a valve 100 or actuates a cam 101 rotating with the lever 97. The cam opens the valve 100 during normal operation and close to cut off idle when the engine is to be stopped. the control body 29, which will now be described, determines the useful metering surface for different positions of the mixture control lever 97 and furthermore automatically increases this useful metering surface for high powers. The "lean automatic" nozzle 105 connects the chamber 91 to a chamber 106 comprising a duct 107
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opening into room 95.
A conduit 108 joins the upper portion of chamber 106 to chamber 95. Conduits 107 and 108 are controlled by valve 96. "Power boost" nozzle 109 communicates chamber 91 with a small chamber III. A duct 112 in which is mounted an "Automatic rich" giolator 113 connected the chamber III to the chamber 95, the end of the duct 112 near the valve 96 forming two orifices II4 and 115 to provide a large surface area to the chamber. flow while reducing the diameter allowing proper coverage of the orifices by a lobe of the valve 96.
A duct 116 joins the chamber III to the chamber 106 and comprises an enrichment valve 117 held closed by a spring and connected to a diaphragm 118 which is subjected on one of its faces to the pressure of fuel metered into the chamber. 106, and on the other side, the pressure of the unmetered fuel in line 92.
The mixture control valve 96 normally occupies one of the four positions shown in Figures 3 to 6. Figure 3 shows the "maximum richness" position for which all conduits 94, 107, 108, 114 and 115 are. open, the valve 100 is open and the valve 85 is open, the latter valve being actuated by a non-shown linkage which connects it to the lever 97. For this position the device is in the position corresponding to the rich mixture and the device automatic control 83 as a function of the altitude is inoperative.
If valve 96 is moved to the "Automatic rich" position shown in Figure 4, the only change that occurs is the closing of valve 85, which has the effect of making the operation operative. automatic control valve in
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function of the altitude which reduces the section of the duct 80 when the altitude increases. If the valve 96 is brought to the "Automatic lean" position shown in Figure 5; the orifices 114 and 115 close, which renders the "Automatic rich" nozzle 113 inoperative and thus reduces the useful metering surface. By continuing to act on the valve 96, one arrives at the "idle cut-off position II shown in FIG. 6 for which all the conduits as well as the valve 100 are closed.
All communication is therefore interrupted both between the chambers 91 and 96 of the control body and between the non-metered fuel chamber 56 and the metered fuel chamber 57 of the regulator 28, so that the fuel supply to the duct 30 connected to the injection pump is completely interrupted.
The injection pump 31 shown in FIG. 7 comprises a shaft 34 which drives a member 121 by means of a coupling of the Oldham type, of known construction, indicated at 122. A locating pin 123 is pre-. view to avoid incorrect assembly of the coupling which would distort the adjustment of the injection pump in relation to the engine. A wobbly plate 124 mounted by a bearing on the member 121 bears against a series of pushers 125 which move in a reciprocating motion in sleeves 126 uniformly distributed around the periphery of the injection pump 31.
The divers 127 of the. pump are arranged co-axially with the pushers 125 and are slidably mounted in the sleeves 128 which constitute the pump cylinders. As all the push-plunger assemblies and their operating mechanism are similar, the following description relates to the plunger-push-button assembly shown at the top of the panel.
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FIG. 7. A spring 129 urges the plunger 127 to the left and maintains the latter in constant contact with its pusher and the pusher in contact with the wobbling plate 124.
Preferably, the plunger and the pusher are made up of separate pieces in abutment against one another rather than in one piece, so that small misalignments of the sleeves 126 and 128 do not result in jamming of the whole. A spring 131 is provided to move the pusher away from the wobble plate in the event that the plunger 127 sticks.
To lubricate the pushrods, a duct 135 brings oil to a groove 136 which is connected to a second groove 137 formed at the periphery of the sleeve 126 of the pushbutton. A single hole 139 formed in the sleeve 126 communicates intermittently with a groove I39 provided at the periphery of the pusher 125 in which a hole 141 is drilled by water, and the oil passes inside a bore 142 provided in. the pusher. The oil contained in the groove 139 effectively lubricates the tappet. A small hole 143 intermittently communicates the bore of the tappet with a groove the annular oil 144 having an orifice 145 through which it escapes. inside the housing of the wobble plate so that a reduced circulation of oil is obtained through the groove 139 and the bore 142.
The oil contained inside the crankcase is returned to the crankcase of the engine by the bearings of the support of component 121. Thanks to the intermittent supply of oil to the tappet, the quantity of oil used. for lubrication is reduced without having to resort to very small cross-section conduits which could have a tendency to clog.
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The plunger 127 has an axial bore 146 yes communicating with two grooves 147 and 148 spaced apart from one another by a certain distance. A bypass sleeve 149 is slidably mounted on the plunger 127 and a grooved sleeve 150 is screwed onto this sleeve and is carried by a plate 152. The plate 152 is secured to a sliding piston 153 which is biased to the right by a spring 154 and is moved to the left, in antagonism with the action of the spring, by a rod 155 connected to. the adornment of the ends of a lever 156, the other end of which is articulated on a rod 157 fixed to the diaphragm 46;
the latter, as explained above, constitutes the movable wall of the chamber 47 connected to the venturi 14 by the duct 48. If desired, the chamber 47 can be placed in communication with the atmosphere, the air inlet or any other suitable pressure source as will appear below. At its left end, the rod 155 ends in a rounded cone at its apex and engages in a housing of corresponding shape provided in a member 158 fixed to the piston 153. This construction facilitates assembly and allows slight movement. tilting of the rod 155 during the movement of the lever 156.
The interior of the pump housing 31 constitutes a fuel tank 159 which receives the fuel from the control body 29 via the conduit 30, the filter 160 and a venturi 161, the latter having the purpose of 'suck through a duct 162, all the fuel vapors which may form and be retained in the tank, in the region of the upper plunger 127. The exhaust duct 42, controlled by a float indicated at 165, brings back the vapors from fuel or air in the fuel tank 26.
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As shown in FIG. 7, the upper plunger is in its extreme right position corresponding to the end of the stroke. As the wobble plate 124 rotates, the plunger moves to the left until the. groove 147 is placed to the left of bypass sleeve 149.
At this point fuel enters through groove 147 and bore 146 to fill the pumping space, to the right of the end of plunger 127. As the plunger moves to the right, fuel is pumped out. through the groove 147 until the latter is reopened by the bypass sleeve 149, which determines the start of injection.
Subsequent movement of the plunger forces fuel to pass through passage 167 through the valve. retainer 166 calibrated by a spring then via the conduit 132 in the injector 33 which delivers the fuel under high pressure into the engine cylinder. The nozzle 33 continues to deliver until the groove 148 comes opposite an annular space 169 in communication with the reservoir 159; from this moment the fuel remaining in the cylinder of the plunger 127 is forced back into said tank 159. This arrangement suddenly drops the pressure of the pumped fuel, which abruptly interrupts the injection and prevents the injector from drooling.
Preferably the groove 148 and the annular chamber 169 are brought into coincidence shortly before the end of the stroke of the plunger 127 so that the last part of the stroke, which occurs at a rapidly decreasing rate, and deter- mines. would undermine a reduction in fuel injection pressure is not used to inject fuel into the engine. As a result, the injection period is therefore limited.
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ted to the period of relative high speed of the plunger and high pressure, which makes it possible to obtain a better atomization of the fuel at the injector.
Moving to the right of the. bypass sleeve 149 (see figure 7) increases the. fraction of the stroke during which the groove 147 communicates with the reservoir or in other words delays the start of injection and therefore reduces the useful stroke of the plunger. If the bypass sleeve 149 is brought to its extreme upright position, the groove 147 is not covered by the sleeve 149 or at least is not covered until the groove 148 has come into coincidence with the chamber. ring finger 169; in this case there is no fuel injected into the engine. So by varying the position of the sleeve 149 it is possible to vary the useful pumping stroke of the pump from zero to the maximum.
In order to eliminate the variations in the fuel loads discharged by the different plungers which are due to the variations in the relative positions of the grooves 147 and 148 and of the annular chamber 149, each of the bypass sleeves 149 and 150 also has notches. distributed but in many different ones as can be seen more clearly on the lower plunger of FIG. 7. Preferably one of the members 149-150 a, one notch more than the other.
A spring 171 is carried by the member 149 and has a folded end 172 which engages in two opposite notches so as to block the member 150 with respect to the member 149. This makes it possible to adjust the position. lateral position of the man-ohon 149 relative to the plate 152 by fractions equal to the quotient of the pitch of the thread of the member 149 by the product of the
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number of notches made on the two members 149 and 150.
Thus - there are nine notches on one of the components and ten on the other and that the pitch of the thread is 0.79 mm, the value of the permitted adjustment is less than one hundredth of a millimeter.
Assuming that the feed device described above is mounted on an engine and does not contain fuel, the process of operations for filling the device, starting the engine and running. of the latter occurs as follows: if one refers to figures I, 2 and 7 the control valve 96 is placed in the "automatic rich" position (see figure 4) which uncovers all the conduits controlled by valve 96 and opens valve 100.
The fuel is then sent under pressure into the intake duct 27 of the regulator 28 by means of the hand pump 40. the idle spring 75 normally keeps the valve 68 away from its seat and thus allows the fuel to enter the chamber of unmetered fuel and then to flow through passage 92 into the chamber
91 of the control body 29. The fuel level rises uniformly in chambers 56 and 91 until it reaches nozzle 105. The fuel in chamber 56 pushes diaphragm 63 to the left which tends in closing the valve 68, in antagonism with the action of the spring 75; however the level set by nozzle 105 must be too low to close valve 68, otherwise the flow of fuel would be interrupted.
The fuel which continues to enter the chamber 56 passes through the nozzle 105, crosses the valve 100 and arrives in the fuel chamber - dosed 57 through the conduit 99. The fuel level in the chamber 56 therefore remains constant until 'that the fuel
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in room 57 reaches the same level. ; then the level rises uniformly in the two chambers and in the control body the fuel expelling the air through the passage 30 to the injection pump where it is discharged through the passage 42.
The fuel then feeds the injection pump until, au'elle is filled in turn; at this time the float 163 closes the orifice 42. If the hand pump 40 is continued to be operated, the fuel pressure in the whole system increases, in particular in the reservoir 159 of the pump. being exerted on the diaphragm 46 moves it to the right and consequently pushes the bypass sleeves to the left so that the useful stroke of the plungers 127 takes its maximum value. The engine therefore receives during its drive a large load of fuel in order to achieve a richer mixture.
During operation the pilot controls the flow of air supplied to the engine by operating the throttle 15 and the flow of fuel is automatically controlled as will be explained later. The flow of air in the intake duct 10 gives rise to a pressure difference between the neck of the venturi 14 and the inlet orifice, this difference being proportional to the square root of the air flow. These pressures are transmitted respectively to the chambers 58 and 59 and, by acting on the opposite faces of the diaphragm 65, they create a resulting force directed towards the right and tending to open the. valve 69, this force also being proportional to. the square root of the air flow.
The sealing diaphragms 64 and 66 are subjected on one of their faces respectively to these air pressures and have no other role than to reduce the useful surface of the diameter.
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phrase 65 without affecting the law of proportionality between the air flow and the force exerted on the control rod 67.
The fuel delivered by the pump 38 driven by the engine arrives therein through the conduit 27, passes through the valve 68 into the unmetered fuel chamber 56 and through the conduit 92 into the chamber 91. If the control valve The mixture control is in the "Automatic lean" position and the engine is running at moderate power, the fuel. ble passes through the nozzle 105 and the passage 107 into the chamber 95, then through the line 30 into the reservoir 159 of the injection pump SI. The fuel pressure in the reservoir 159 acts on the diaphragm 46 and stresses it. to the right so as to move the rod 155.
the plate 152 and the bypass sleeves 149 to the left, in antagonism with the action of the spring 154, to determine the useful stroke or flow of the injection pump. the flow of fuel from the non-metered fuel chamber 56 to the chamber 95, via the control body 29, gives rise to a differential pressure which for a given useful metering section in the body 29 is proportional to the square root of the quantity of fuel delivered. It will be noted that the duct 94 is open and constitutes a by-pass with respect to the idle valve 93 and the nozzle 105 which slightly increases the useful flow surface. However, it can be neglected to simplify and consider that the ori - fice 105 has a slightly larger useful surface.
The differential pressure across the control body 29 acts on the diaphragm 63 and generates a force which tends to close the valve 68 and which is proportional to the square root of the fuel flow rate. If this force ea
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insufficient to balance the action due to the air flow on the diaphragm assembly which controls valve 68, it opens more, which increases the fuel pressure throughout the system downstream The increase in fuel pressure in the tank xx 159 moves the diaphragm 46 to the right again to increase the injection pump flow rate to,
that the quantity of fuel which passes through the metering orifice 105 is sufficient to produce in the control body 29 a differential pressure which, by acting on the diaphragm 63, generates a force capable of balancing the pressure. force created by the flow of air over diaphragm 65. The regulator therefore acts constantly to vary the pressure of the fuel in chamber 159 so as to determine the flow rate of fuel required to apply to diaphragm 63 a pressure - differential pressure capable of balancing the differential pressure which due to the flow of air is applied to the diaphragm 65, which maintains a constant ratio between the air and the fuel delivered to the engine , for a given dosage section of the control body 29.
The chamber 47 can be placed in communication with the atmosphere, the air inlet, the large venturi 13, the small venturi 14 or any other chosen pressure source. If brought into communication with the atmosphere, the fuel pressure in chamber 159 should increase substantially as the air flow rate, to move the plate 152 to the left in antagonism with the spring 154 and thereby correspondingly increase the flow rate. fuel admitted to the motor;
in some respects this is undesirable since the fuel pump 38 driven by the engine should be of a type
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relatively high pressure so that the pressure in chamber 59 is sufficient to bring plate 152 to the maximum flow position of the pump, while the pressure drop across regulator 28 and control body 29 is maximum . By communicating chamber 47 with venturi 14, the vacuum which increases with air flow is used in conjunction with the fuel pressure in chamber 159 to move diaphragm 46 to the right and increase fuel flow by. correspondingly.
By giving the tension of the spring 154 and the dimensions of the diaphragm 46 appropriate relative values, the fuel pressure in chamber 159 can be made to increase or decrease as the air and fuel flow rates admitted to the engine increase. In this case, the fuel pressure in chamber 159 is controlled by regulator 28 so that in combination with the pressure in chamber 147, it adjusts the position of bypass sleeves 149 to maintain or balance the forces exerted on it. valve 68 by the air and fuel flows, in which cases the fuel supplied to the engine is proportional to the air flow, as discussed previously.
At idle speed, the idle spring comes to bear against the control rod 67 and create; a foroe directed in the same direction as the action of the air flow on the diaphragm 65 and in addition to this one; the fuel flow must therefore be greater so that the force created on the diaphragm - me 63, due to the flow of fuel is sufficient to balance the combined action of the air and the spring. the richness of the mixture is therefore increased at idle speed, as desired.
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It has been found useful to adjust the idle spring 75 to ensure excessive enrichment at idle, then to reduce this enrichment by means of the valve 93 controlled by the throttle which is adjusted to reduce the section of the passage 92 when the throttle is closed and to be moved away from this throttle position when the throttle opens from the idle position Any desired enrichment setting at idle or near idle can be obtained by choosing the profile of valve 93 and its mode of action.
As the air flow rate, and consequently the power increases, the pressure difference between the venturi and the air inlet and consequently the pressure difference between the unmetered fuel and the metered fuel increases. The diaphragm 118 which is subjected to this non-metered fuel-metered fuel differential pressure is arranged to open the valve 117 when this difference exceeds a determined value, in order to enrich the mixture for high power operation.
When valve 117 opens fuel passes from chamber 91 into chamber 95 through nozzle 109, valve 117 and conduit 116. Regulator 29 controls the flow of fuel to maintain the differential fuel pressure between the two. chambers 91 and 95 equal or proportional to the differential pressure of the air on the diaphragm 65. By opening the enrichment valve, the useful metering surface is increased by adding the section of the nozzle 109; the fuel flow rate and consequently the richness of the mixture are therefore increased, as is desirable for operation at high power.
If the aerodyne is now gaining altitude, the pressure
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Venturi-air inlet differential pressure for a given weight of air increases. If this increased differential pressure were transmitted to chambers 58 and 59 of regulator 28, the fuel flow to the engine would increase and the mixture would become richer as the altitude increased. However, when this eventuality occurs, the capsule 84 expands and the valve 83 reduces the passage 80. Consequently, the aspiration through the calibrated duct 90., of the air from the chamber 59 into the chamber 58. communicating with the venturi tends to reduce the pressure in the chamber 59 and hence the differential pressure acting on the diaphragm 65.
The valve 83 is designed to reduce the section of the duct 80 so that the differential pressure across the diaphragm 65 remains substantially constant for a given weight of air, regardless of the altitude, which maintains the richness of the air. substantially constant mixture as the altitude varies. It is obvious that the same result can be obtained by using a valve controlled by a capsule to control the connection between the venturi and the chamber 58, instead of the connection between the air inlet and the chamber. 59.
If the mixture control valve 96 is placed in the "automatic rich" position shown in Figure 4, and the engine is operating at moderate power, the enrichment valve 1I7 is closed and the engine receives fuel flowing through. through the "automatic lean" nozzle 105 and also by the "automatic power enrichment" nozzle 109, the "automatic rich" nozzle 113 and the duct 112. Thus the useful metering surface available is increased and the mixture is consequently enriched.
For these operating conditions, the nozzle 109 "power enrichment"
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has little action since it has a larger section than the "automatic rich" nozzle 113. However, for large powers with the enrichment valve 117 open, the nozzle 109 becomes the main metering device and the The richness of the power mixture is substantially the same as if the control valve 96 were in the "automatic poor" position. By virtue of this arrangement, the engine receives a suitable richness mixture for maximum power, whether the valve 96 is in the automatic rich "or" automatic lean "position.
If necessary at high altitudes the pilot can obtain additional enrichment by bringing the valve 96 to the "maximum richness" position shown in FIG. 3 which determines the opening of the valve 85 via a linkage not shown which connects lever 96 and valve 85. This eliminates the action of valve 83 and allows full application of the venturi-air inlet differential pressure to regulator 28 to achieve a richer mixture.
To slightly enrich the mixture during acceleration, a diaphragm 49 is provided (figure 7) which is biased upwards by a spring 51. When operating at idle or cruising, the depression prevailing downstream of the throttle valve. 15, is transmitted through the conduit 53 to the chamber 52 and urges the diaphragm 49 downwards in antagonism with the action of the spring 51; fuel is sucked into chamber 175 through calibrated orifices 176 and 177. When there occurs in chamber 52 a sudden reduction in the negative pressure correlated with acceleration, spring 51 pushes diaphragm 49 towards the top which injects fuel
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in the tank 159.
The orifice 177 is positioned so that the fuel it delivers is directed against the diaphragm 46 to facilitate its movement to the right. In addition, the fuel introduced into chamber 159 compensates for the increase in the useful volume of chamber 159 which results from the displacement of diaphragm 46; if this were not the case, part of the fuel which is metered and which is delivered by the regulator would serve to fill this volume instead of being injected into the engine.
In some installations, sufficiently rapid acceleration is obtained without an acceleration pump.
In order to check the timing of the injection pump with respect to the engine, a finger 181 is provided (FIG. 10) which is mounted to pivot in a cup 182 secured inside the pump (FIG. 7) this cooperating finger with a flat formed at the end of a member 183 fixed to the rotary member 121 on which the wobble plate 124 is mounted. A spring 184 normally biases the finger 181 in the counterclockwise direction, in looking at Figure 10, to move away from the flat provided on the member 183.
An opening 185 is provided in the cup 182 facing similar openings not shown provided in various other members of the pump which allow the introduction of a rod 186 to apply the finger 181 against the member 183, as shown in FIG. 10. The flat on the member 183 and the plate 124 have relative positions such that if the rod is fully engaged the NI plunger, or another well-determined plunger, is at the end. race. It is therefore possible to check whether the pump is in the correct position relative to the motor.
For engines with a large number of cylinders
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linders. it has sometimes been found to be preferable to use two separate infection pumps rather than to employ a single pump of sufficient diameter to contain all of the plungers distributed circularly therein.
FIG. 8 schematically shows an arrangement in which two injection pumps 31A and 31B are used with a single regulator and a single control body. The line 30 which receives the fuel from the control body 29 has two connections 30A and 30B connected to the respective injection pumps. Levers 188 and 189, of the same length are attached to the pivot levers I56A and 156B and rotate with them and they are interconnected by an adjustable rod 191.
The rod 191 is initially adjusted so as to make the flow rates of the two pumps equal; the plates 152A and I52B which actuate the bypass sleeves then move together, independently of the variations in the friction of the plungers in the pumps 31A and 31B or variations in the tension of the springs which oppose the displacement of the plates I52A and I52B.
Figure 9 shows a variant of the device which activates the plate carrying the bypass sleeves of the plungers.
In this modification, a guided diaphragm assembly is provided which comprises a small diaphragm 194 :, a central screw 195 clamping this diaphragm against a guide member 196 and a bearing cup 197. the left end of the screw 195 abuts against a guide rod 198 fixed to the plate which carries the by-pass sleeves or abuts directly against the latter, as shown in FIG. 7. The other end of the screw 195 has a portion of reduced diameter which engages in a central clamping member 199 against which it abuts and which
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keeps a larger diaphragm 201 in place. A chamber 202, to the right of the diaphragm 201, communicates freely through the conduit 203 with the reservoir 159 of the injection pump.
A chamber 204 located between the diaphragms is in communication with the venturi 14 through the conduit 46. As indicated with reference to FIG. 7, the chamber 204 may communicate with the atmosphere, the air inlet, or any other. other pressure source chosen instead of communicating with the venturi. The variant of Figure 9 operates analogously to that of Figure 7. An increase in fuel pressure in chamber 159 is transmitted to chamber 202 and pushes both diaphragms and rod 198 to the left to increase. the useful stroke of the pump plungers, as in the embodiment of figure 7.
Likewise, an increase in depression in. ventiri is transmitted to chamber 204 and, due to the difference in the surfaces of diaphragms 201 and 194, pushes the diaphragms and rod 198 to the left to add to the action of fuel pressure, as in the figure 7. With this modification the acceleration pump is preferably placed near the diaphragm 201 so that the flow of the pump tends to move this diaphragm 201 to the left, in a manner analogous to the action of the pump. acceleration accelerator of Figure 7. Figures II, 12 and 13 show schematically other embodiments of the invention.
It will be noted that in the embodiment of Figures 1 to 7, the spring 154 and the diaphragm 46 are arranged such that an increase in the pressure of the fuel in the chamber 159 moves the sleeves.
149 bypass / to the left to increase the flow. The soupa-
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pe 68 of the regulator is therefore arranged so as to open the groove an additional quantity of fuel is desired in order to balance the action of the air flow on the diaphragm 65. The opening of the valve 68 increases the pressure in chamber 159 which moves diaphragm 46 to the right to increase the useful stroke of the plungers and determine the increase in fuel flow as desired.
On the. Figure II, a spring 210 urges the plate 152 to the left carrying the by-pass sleeves, which tends to increase the useful stroke of the plungers 127. The fuel pressure in the chamber 211 must therefore be increased to reduce the flow rate of the pump or decrease this pressure to increase the flow rate. To achieve this effect the regulator valve 212 is arranged to close when moving to the right, unlike the valve 68 of Figure 2 which opens for movement in this direction.
If, therefore, the fuel metering differential pressure applied to diaphragm 63, and hence the fuel flow rate sent to the engine, is insufficient to balance the differential pressure due to air and applied to diaphragm 65, valve 212 tends to close which reduces the pressure in the chamber 211 and allows the spring 210 to move the bypass sleeves to the left in order to increase the flow rate of the injection pump; therefore the pressure drop across the metering orifice 213 and consequently the fuel differential pressure exerted on the diaphragm 63 increases until the latter differential pressure equilibrates 3% pressure. air differential.
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In the variant of Figures 12 and 13, the fuel injection pump is controlled by hand and the throttle is controlled automatically. Thus in FIG. 12 a lever 220 actuated by hand adjusts the position of the bypass sleeves 149 and determines the quantity of fuel injected into the engine. The butterfly 15 is connected by a lever 221 and a linkage 222 to a diaphragm 223 biased by a spring 224 in the direction corresponding to the opening of the butterfly. A chamber 226 located above the diaphragm is preferably brought into communication with the atmosphere or the air inlet.
A chamber 227 located below the diaphragm is connected by a pipe 228 to the metered fuel chamber 57 but could equally well be connected to the unmetered fuel chamber 56 or to any other point of the fuel supply system located in downstream of the valve 230. During operation if the lever 220 is moved so as to increase the flow rate of the injection pump, the differential pressure for metering the fuel through the metering orifice 231 which acts on the diaphragm 63 increases and determines the displacement of the valve 230 towards the closed position.
This reduces the absolute pressures of the fuel in chambers 56 and 57 as well as in chamber 227 so that the spring 224 moves the diaphragm 223 downward to open the throttle 15 and allow the addition of gas. air corresponding to the greatest fuel flow.
Diaphragm 223 moves downward until the throttle has opened enough for the air flow to create a differential pressure which, by acting on diaphragm 65 balances the differential pressure of fuel over. the diaphragm 63. A constant fuel / air ratio is thus achieved.
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In the variant of FIG. 13, a spring 235 urges the diaphragm 236 in the direction of closure of the butterfly 15. the chamber 237 above the diaphragm 236 is subjected to the pressure which is transmitted to it from the valve. non-metered fuel chamber 56 via line 238; one could also use the fuel pressure at any point in the system downstream of valve 239.
The mounting of the valve 239 is such that it opens when it is moved to the left, unlike the valve 230 in Fig. 12. During operation, if the control lever 220 is moved of the injection pump to the left to increase the flow of the injection pump, the differential fuel metering pressure across the metering orifice 231 acting on the diaphragm 63 increases and displaces the valve. eg 239 in the opening direction. This increases the fuel pressures in chambers 56 and 57 and also in chamber 237; diaphragm 236 therefore moves downward to determine a larger throttle opening to compensate for the increased fuel flow.
Diaphragm 236 moves downward until the throttle is open enough to allow the air flow necessary to create a differential pressure d (air over diaphragm 65 which balances the differential pressure of fuel on diaphragm 63. The fuel / air ratio therefore remains constant The chamber 240 located below diaphragm 236 may be placed in communication with the atmosphere, the air inlet, the venturi or any other. another source of pressure.
If the vacuum in the venturi is transmitted to the chamber 240 it facilitates the opening of the throttle when the air and fuel flows increase and consequently the fuel pressures in the chamber 237 will be lower than if room 240 communicated with the atmosphere.
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The arrangements shown in Figs. 12 and 13 are particularly suitable for use on engines with a high degree of supercharging since the supply pressure control / generally required can be dispensed with when using a throttle operated throttle. hand, to prevent overfeeding the engine. Thus, by limiting the maximum useful stroke of the injection pump by means of a substantially fixed stop, the air load will be automatically limited regardless of the altitude or the density of the incoming air.
At ground level and with the injection pump set for maximum stroke, the air throttle is only partially open, and when a certain altitude is reached the throttle will be opened further to maintain the desired degree of boost; excessive overfeeding of the engine is thus avoided.
Although Figures II, 12 and 13 show various embodiments in a simplified schematic fashion, it will easily be understood that the elements of the device can be of a shape corresponding to the similar elements shown in detail in Figures 2 to 7; thus, the control body 29 of FIG. 2 has been represented by a single metering orifice. the other elements have been likewise represented in simplified form.
Although several embodiments of the invention have been shown, it will easily appear that various modifications of the structure or arrangement of the elements can be carried out without departing from the scope of the invention. For example the diaphragms 63 and 65 of the regulator may be of different dimensions, the number and position of the diaphragms may be changed and other changes which
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will appear to specialists, can be provided without departing from the principles involved. Similarly, the capsule al-
83 timetric 84 and the valve / Which is attached to it, can control the communication of the chamber 58 with the venturi instead of the connection of the chamber 59 with the air inlet.
The arrangement of the metering nozzles in the control body 29 may also be different from that shown and the control valve 68 may be placed either upstream or downstream of the fuel metering ports.
In the injection pump, the bypass can adjustably control the end of the injection instead of the start of the injection. Numerous other modifications will become apparent to those skilled in the foregoing description and the accompanying drawings and it is of course understood therefore that the invention is not limited to the particular embodiments described.