<Desc/Clms Page number 1>
" Perfectionnements aux appareils d'alimentation pour moteurs à combustion interne."
La présente invention est relative à un appa- reil d'alimentation en combustible et de distribution pour moteurs à combustion interne; elle vise plus partioulière- ment des dispositifs de oe genre organisés pour le fonc- tionnement avec des combustibles liquides et pour débiter lesdits liquides en portions égales ,de valeur désirée, dans un certain nombre de cylindres de moteur.
L'invention a pour objet : un appareil d'alimentation en combustible pour un moteur à combustion interne polycylindrique, appa- reil comprenant une pompe doseuse de combustible, des dis- positifs pour charger ladite pompe au moyen de combustible sous pression, un tiroir pour contrôler le débit du oom- bustible depuis le dispositif de chargement précité jusqu'à la pompe et un distributeur pour répartir dans les cylindres correspondants le combustible débité par la pompe; un appareil d'alimentation en combustible pour moteur à combustion interne polycylindrique comprenant : une pompe doseuse de combustible; .un dispositif pour charger
<Desc/Clms Page number 2>
ladite pompe en combustible sous pression;
un tiroir pour contrôler le débit de combustible depuis le dispositif de chargement précité jusqu'à ladite pompe ; un distributeur pour répartir dans les cylindres correspondants le combus- tible débité par la pompe et des organes de commande du distributeur précité, organes comprenant des moyens de com- mande du tiroir ; un appareil d'alimentation en combustible pour moteurs à combustion interne polycylindriques comprenant : une pompe doseuse de combustible débitant des quantités me- surées de combustible dans les cylindres et comprenant une soupape ou valve de fuite réglable pour drainer le comble- tible débité par la pompe précitée; une source de combusti- ble sous pression fournissant du combustible à ladite pompe;
un dispositif de commande hydraulique fonctionnant sous l'action du combustible provenant de ladite source pour régler la soupape de fuite précitée et un régulateur orga- nisé pour être commandé par le moteur et agissant sur la soupape mentionnée en dernier lieu, ledit régulateur com- prenant des contrepoids disposés de manière à pouvoir pivo- ter vers l'extérieur lorsque la vitesse du moteur augmente et un ressort s'opposant à se mouvement vers l'extérieur ; un levier reliant le dispositif de commande et la soupape de fuite préoitée; enfin, un levier pouvant être commandé à la main, relié au levier mentionné en premier lieu et permettant de déplacer à la main la soupape de fuite sus- visée, ledit levier comportant une liaison servant à faire varier la résistance du ressort précité.
L'appareil objet de l'invention est du même type général que celui connu dans la technique antérieure en ce qui concerne l'association d'un injecteur pour les cylindres d'un moteur, injecteur servant à débiter de manière foroée des quantités mesurées de combustible aux
<Desc/Clms Page number 3>
-dits cylindres , avec une pompe à combustible ou pompe doseuse commune à tous les injecteurs et avec une pompe de charge servant à fournir le combustible liquide sous pres- sion à la pompe doseuse.
En conséquence, l'invention décrite ici est caractérisée par les mêmes avantages de fonction- nement en ce qui concerne un traitement positif mécanique et dit à deux étages du combustible; c'est-à-dire l'amenée de charges mesurées et égales de combustible, sous une pression relativement basse, aux divers injecteurs par la pompe à combustible et l'envoi de ces charges par les injeo- teurs dans les cylindres du moteur contre les pressions de compression de beaucoup supérieures qui y règnent.
L'objet principal de la présente invention est un appareil d'alimentation et de distribution du com- bustible pour moteurs à combustion interne dans lequel le dosage des charges de combustible allant aux conduits des injecteurs est contrôlé par un régulateur hydraulique iso- chrome sur tout ou partie de l'étendue de la gamme de fonc- tionnement du moteur.
L'invention a aussi pour objet un appareil du genre précité dans lequel la pression hydraulique pour le régulateur est dérivée de la pression régnant dans le conduit à combustible allant à la pompe doseuse.
L'invention a encore pour objet un appareil de dosage et de distribution ramassé et léger dans lequel tous les éléments qui le constituent, y oompris la commande du régulateur, sont renfermés dans un carter unique, ce qui permet de réaliser un ensemble autonome pouvant être monté sur le moteur à l'état complètement assemblé.
Ces objets de l'invention apparaîtront plus complètement avec d'autres à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexée sur lequel :
<Desc/Clms Page number 4>
la f ig.l est une coupe verticale de l'appareil perfectionné, coupe faite par 1-1 de la fig.3, le dispositif obturateur de réglage et le mécanisme régulateur étant re- présentés dans les positions qu'ils occupent lorsque le moteur ralentit ou tend vers l'arrêt ;
La fig.2 est une coupe verticale partielle du mécanisme distributeur, coupe montrant la coïncidence de l'un des divers orifices servant à relier le piston de la pompe à combustible à l'un des conduits d'injecteurs ;
La fig.3 est une vue en plan de l'appareil en regardant dans le sens de là flèche 3 de la fig.l;
La fig.4 est une coupe faite par 4-4 de la fig.l et montrant une partie du mécanisme distributeur ;
La fig.5 est une vue en coupe schématique mon- trant la relation entre le dispositif obturateur de réglage et le piston de la pompe à combustible lorsque le moteur fonctionne avec un obturateur complètement ouvert, complè- tement fermé ou partiellement fermé ; la fig. 5a est une coupe partielle faite sensi- blement par 5a-5a de la fig.l;
La fig.6 est une vue en coupe partielle à plus grande échelle de l'appareil, tel qu'on le voit sur la fig.l', mais montrant le mécanisme régulateur dans la position cor- respondant à une ouverture totale de l'obturateur de réglage;
La fig.7 est une coupe à plus grande échelle faite par 7-7 de la fig.l et montrant le piston-valve qui contrôle le débit de combustible sous pression à la chambre de la pompe doseuse de combustible; la fig.8 est une coupe par 8-8 de la fig.7;
La fig.9 est une coupe par 9-9 de la fig.l, montrant le mécanisme qui sert à contrôler le mouvement alternatif du piston de la pompe doseuse de combustible;
La fig .10 est une vue en coupe schématique de
<Desc/Clms Page number 5>
la pompe qui prend du combustible dans le réservoir à combustible principal, de la pompe de charge servant à établir une pression de combustible dans le conduit allant à la pompe doseuse de combustible et de la chambre à flot- teur ou chambre annulaire à combustible,, ces organes étant représentés déplacés pour illustrer plus particulièrement leur relation de fonctionnement;
la fig.ll est une coupe verticale schématique d'une variante de commande de régulateur dans laquelle le régulateur assure le contrôle de la vitesse du moteur pour un réglage quelconque de l'obturateur depuis la position de marohe à vide jusqu'à la position de marche à vitesse maxi- mum de l'obturateur et réduit progressivement la vites maximum après que l'obturateur s'est déplacé vers la posi- tion de marche à vide; la fig.I2 est une coupe partielle faite par 12-12 de la fig.ll;.
La fig.13 est une coupe schématique d'une autre variante encore de la commande de régulateur dans laquelle il a été prévu des moyens pour maintenir le levier de réglage de la vitesse du régulateur dans une position déterminée quelconque entre ses limites extrêmes de dépla- oement ; la fig.14 est une coupe par 14-14 de la fig.13,montrant un dispositif perfectionné de maintien du levier du régulateur dans sa position de réglage; la fig.15 est une autre coupe d'une commande de régulateur comportant des caractéristiques de chute de vitesse ;
La fîg.I6 ,enfin, est une vue schématique de l'appareil d'alimentation en combustible tout entier décrit ici.
Si on se réfère au dessin et plus partiou -
<Desc/Clms Page number 6>
lièrement aux figs . 1 et 10, on voit qu'on a désigné par 10 l'appareil perfectionné destiné à être utilisé sur un moteur polycylindrique du type Diesel fonctionnant suivant le cycle à deux temps ou suivant le cycle à quatre temps. Dans le cas présent, on a figuré un moteur à quatre temps à douze cylin- dres pour illustrer l'invention. D'une manière générale, le combustible est pris dans un réservoir principal 11 par une pompe à engrenages 12 et renvoyé dans un réservoir auxi- liaire à combustible affectant la forme d'une chambre à flotteur 13.
Le combustible est pris dans cette chambre par une seconde pompe à engrenages 14, dénommée pompe de char- gement, qui exerce une faible pression prédéterminée sur le combustible et l'envoie à une pompe doseuse de combus- tible 15, laquelle, à son tour, débite le combustible, en quantités telles qu'elles sont mesurées et déterminées par un obturateur de réglage décria ci-après; à un mécanisme distributeur 16 qui contrôle l'envoi final des charges à la conduite 17 d'injecteur individuel allant à un injecteur caractéristique (non figuré) du type décrit dans le brevet délivré aux Etats-Unis d'Amérique sous le N 2.190.015.
Sur la fig.l, qui illustre les principales caractéristiques constructives de l'appareil perfectionné conformément à l'invention, on a désigné par 18 un carter sur la partie inférieure duquel tourne un arbre 19 oons- tituant la combinaison d'un arbre de commande et d'un arbre à cames , arbre dont une extrémité fait saillie à l'exté- rieur du carter et porte, fixé sur elle, un organe de oom- mande 20. Il est bien entendu que l'organe 20 est commandé à partir de l'arbre moteur (non figuré) de manière telle que l'arbre 19 tourne à la vitesse de l'arbre vilebrequin lorsque l'invention est appliquée à un moteur à quatre temps.
A l'intérieur du carter, un pignon d'angle 21
<Desc/Clms Page number 7>
est calé sur l'arbre 19 et engrène avec un pignon d'angle 22 calé sur l'extrémité inférieure d'un arbre 23 s'étendant vers la haut et à travers une cloison 24 ménagée dans le carter; à l'extrémité supérieure dudit arbre 23 est calé un disque-came 25 qui se déplace sur la surface supérieure d'un coussinet à bride 26 dans lequel tourne l'arbre 23.
La surface périphérique du disque 25 est pourvue de douze bossages de came 27 uniformément espacés dans le but qui sera expliqué ci-après. Le rapport de vitesse entre le pignon 21 et le pignon 82 est de 2:1, ce qui fait que le disque-came 25 fait un tour complet pendant deux tours de l'arbre à came 19 et de l'arbre vilebrequin du moteur .
Une oreille d'entraînement 28 fait saillie vers le haut sur le disque 25 et s'adapte dans une fente de forme correspondante ménagée dans une pièce de liaison 29 dont l'extrémité supérieure comporte une fente 30 des- tinée à recevoir une oreille d'entraînement 31 en saillie sur un disque rotatif 32 qui constitue l'organe mobile du mécanisme de distribution 16. De préférence ,les oreilles d'entraînement 28 et 31 sont en relation diamétrale par rap- port aux disques 25 et 32,respectivement, et sont disposées perpendiculairement l'une à l'autre, grâce à quoi une liai- son analogue à un joint universel se trouve établie entre les disques. La surface supérieure du disque 32 est plane et porte contre une surface plane formée sur la face infé- rieure d'une tête de distributeur 33 fixée au carter 18.
Les surfaces coopérantes du disque 32 et de la tête 33 sont maintenues en contact par un ressort hélicoïdal 34 qui entoure la pièce de liaison 29 , l'extrémité infé- rieure du ressort s'appuyant contre le disque-came 25 et son extrémité supérieure s'appuyant contre la face infé- rieure du disque distributeur 32.
<Desc/Clms Page number 8>
Le disque distributeur 32 présente un conduit radial 35 en forme d'U dont l'orifice d'entrée 36 a même axe que le disque 32 et coïncide constamment avec l'orifice de sortie 37 qui termine un conduit 38 ménagé dans la tête 33. L'orifice de sortie 39 du conduit 35 se trouve égale- ment dans la surface supérieure du disque 32 et sa distance radiale à l'axe du disque est telle qu'il coïncide successi- vement,pendant la rotation du disque 32, avec des orifices de sortie 40, chacun de ces orifices constituant une partie d'un conduit de sortie 41 qui communique avec une conduite d'injecteur 17.
Le conduit de sortie 38 se continue par un con- duit 42 ménagé dans la cloison 24 du carter et il se termine par un orifice 43 ménagé dans un coussinet 44 monté dans un alésage de la cloison 24. L'orifice 43 constitue un orifice d'entrée pour le conduit 42 et aussi un orifice de sortie pour la chambre de la pompe à combustible que l'on va dé- orire maintenant.
Un piston-chemise 45 à course constante peut exécuter un mouvement de va-et-vient dans le coussinet 44; son extrémité inférieure présente une bride annulaire 46 contre laquelle s'appuie l'extrémité inférieure d'un ressort hélicoïdal 47 qui entoure le piston, l'extrémité supérieure du ressort s'appuyant contre une bride annulaire formée sur le coussinet 44. Le ressort 47 sollicite constamment le piston 45 vers sa position basse et la relation est telle que son extrémité supérieure 48, dans sa position haute, soit sensiblement à fleur du bord inférieur de l'orifice 43. Sur la fig.l, le piston occupe la position la plus basse. Cette position du piston coïncide par suite avec la fin de sa course de débit, comme on le décrira ci-après.
Un tiroir doseur 49,appelé ici Il dispositif obturateur de réglage" , peut exécuter un mouvement de va-
<Desc/Clms Page number 9>
et-vient dans un alésage axial 50 formé dans le piston 45 et aussi dans un coussinet 51 monté dans la cloison 24.
L'extrémité supérieurs du tiroir 49 fait saillie au-dessus du coussinet 51 et forme une tête élargie 52. Un ressort hélicoïdal 53 entoure la partie du tiroir qui fait saillie au-dessus du coussinet 51, l'extrémité inférieure du res- sort s'appuyant contre le coussinet, tandis que l'extrémité supérieure s'appuie sur la face inférieure de la tête 52.
Le ressort 53 tend toujours à solliciter le dispositif obturateur de réglage vers le haut vers la position limite supérieure extrême illustrée sur la fig.l, position qui, comme on le décrira ci-après, correspond à la fermeture du dispositif de réglage (jouant le rôle du papillon habituel).
Au voisinage de l'orifice 48, le tiroir 49 peut avoir un diamètre réduit, comme on l'a indiqué en 54 et un ou plusieurs orifices de fuite 55 disposés plus ou moins radialement sont prévus dans la partie de diamètre réduit qui communique avec un conduit axial 56 dont l'ex- trémité inférieure se termine à l'extrémité inférieure du dispositif obturateur da réglage, tandis que l'extrémité supérieure communique avec un orifice 57 disposé radiale- ment et qui,dans toutes les positions de l'obturateur de réglage, se trouve au-dessus de la surface supérieure du ooussinet 51.
Il doit être entendu que le piston 45 cons- titue le piston de la pompe doseuse de combustible 15 et que la chambre de la pompe est définie par les extrémités opposées du piston 45 et du coussinet 51 et par les sur- faces adjacentes du coussinet 44 et de l'obturateur de réglage 49.
Si l'on se reporte à la fig.9, on voit que le piston 45 est animé d'un mouvement de va-et-vient, réglé par rapport à l'arbre vilebrequin du moteur, par l'inter- médiaire d'un manchon-came 58 fixé sur l'arbre 19 et muni
<Desc/Clms Page number 10>
de six bossages 59 également espacés qui viennent pério- diquement en contact avec un galet 60 monté en un point intermédiaire du levier oscillant ou culbuteur 61. Le le- vier 61 est articulé dans le carter 18 et son extrémité libre vient en prise avec la surface inférieure de la tête de piston 46 ; est bien entendu que le ressort 47 main- tient constamment cette tête en contact avec l'extrémité précitée du culbuteur 61.
Dans un but expliqué maintenant, l'extrémité inférieure de l'alésage 50 du piston se termine par un orifice 62 logé dans la tête 46 ; cet orifice sert à la fois à ménager une dérivation ou "by-pass" pour tout ou partie du*combustible se trouvant dans la chambre de pompe pendant la course de débit du piston 45 et à lubrifier la surface inférieure de la tête de piston pour empêcher un frottement exagéré avec l'extrémité du culbuteur 61.
Le fonctionnement efficace, avec un bon rendement, des moteurs à combustion interne du genre auquel la présente invention est destinée exige une mesure précise et contrôlable des quantités relativement minimes de liquide combustible, ces charges variant depuis la dimension d'une goutte, comme maximum, jusqu'à une frac- tion de goutte équivalant approximativement à la dimension d'une tête d'épingle. Il a été établi qu'un contrôle pois de charge aussi petite de combustible ne peut être assuré que si la pompe doseuse est alimentée en combustible sous pression et on va décrire maintenant les dispositifs pré- vus à cet effet.
Comme on le voit sur les figs. 1, 3 et 10, le combustible est pris dans un réservoir principal 11 par un tuyau 63 qui peut être muni d'un clapet de retenue 63a (fig.I6) pour aller dans la chambre de pompe 64, pat une pompe à engrenages 12 qui comprend deux roues dentées 65 et 66 engrenant entre elles, la première étant fixée sur
<Desc/Clms Page number 11>
l'arbre à cames 19 et la seconde sur un arbre secondaire 19a qui peut tourner de manière appropriée dans le carter des pompes 12 et 14.
Le liquide débité par la pompe 12 s'écoule par un conduit 67, puis par un conduit 68 allant à la chambre à flotteur 13, le passage étant contrôlé par un robinet à pointeau 69 porté par un flotteur 70 qui est monté, de manière à pouvoir pivoter, à l'intérieur de la chambre 13, les organes étant disposés de manière telle que, lorsque la chambre 13 est remplie, le robinet-pointeau
69 s'oppose à une nouvelle entrée de liquide dans la chamb re .
Le combustible provenant de la chambre 13 est extrait par un conduit 71 et débité dans la chambre
72 de pompe par la pompe de chargement 14 qui comprend deux roues 73 et 74 engrenant l'une avec l'autre, la première étant calée sur l'arbre à oames 19 et la seconde sur l'arbre secondaire 19a. La pompe 14 établit une pres- sion sur le conduit de débit de combustible 75 qui est relié par un conduit approprié à un filtre 75a (fig.I6) et à une chambre annexe 75b (voir figs.1,3 et 16), puis à un conduit 75 débitant l'huile dans un conduit 76 (voir fige 1 et 8) ménagé dans la cloison 24 ; de sortie de ce dernier conduit cotncide avec un groupe de conduits parallèles qui traversent la paroi d'un manchon 78 monté dans la cloison 24.
Le groupe de conduits 77 est aligné avec un groupe semblable 79 logé également dans la paroi du manchon 78 et qui est opposé au groupe de conduits 77.
A son tour, le groupe de conduits 79 communique avec le passage 42.
La communication entre les groupes de con- duits est contrôlée par un piston-valve 80 qui peut exécuter un mouvement de va-et-vient dans le manchon 78 et qui comprend aussi une portion de guidage 81 séparée dudit
<Desc/Clms Page number 12>
piston-valve par une partie 82 de diamètre inférieur à celui du piston-valve, grâce à quoi, lorsque la valve occupe la position illustrée sur les figs.7 et 8, le oombustible sous pression peut s'écouler directement dans la chambre de la pompe doseuse, tandis que, lorsqu'elle est déplacée vars la gauche (par rapport à la fig.8),les extrémités de sortie des conduits du groupe 77 sont oom- plètement obturées.
La partie 81 de guidage du piston est pourvue d'une queue 83 s'étendant vers l'extérieur et com- portant une tête 84 avec l'une des faces de laquelle est en contact un ressort hélicotdal 85 qui entoure la queue 83 et dont l'extrémité opposée porte contre l'extrémité adjacente du manchon 78. Le ressort 85 tend toujours à solliciter le piston-val ve dans un sens tel qu'il obture les conduits 77 e 79. Le déplacement du piston-valve en sens inverse est provoqué par l'un des bras d'un levier 86 qui s'appuie constamment eontre la tête 84 et dont l'autre bras est muni d'un galet 87 s'appuyant contre la périphé- rie du disque-came 25 et, périodiquement, contre les bos- sages 27 de ce disque. La partie intermédiaire 86 pivote sur un axe 88 dont les extrémités peuvent être convenable- ment tourillonnées dans le carter 18.
On voit par oe qui précède que, pendant deux tours de l'arbre à came 19, correspondait à deux tours de l'arbre vilebrequin du moteur et, par suite, au débit d'une charge de combustible à chacun des conduits d'in- jecteur, le piston-valve 80 se trouvenimé par les bossa- ges de came 27 de douze mouvements de va-et-vient, les organes étant calés de telle manière que, lorsque le piston-valve 80 occupe. la position représentée sur les figs. 7 et 8 et que,par conséquent, le combustible sous pression est débité dans la chambre de la pompe doseuse, l'orifice de sortie 39 du disque distributeur 32 se trouve
<Desc/Clms Page number 13>
masqué par une partie de la tête du distributeur fixe 33 entre deux orifices 40 successivement.
Inversement,pen- dant les périodes où la pompe doseuse 45 débite, le piston- valve 80 est déplacé jusqu'à une position dans laquelle il obture les groupes de conduits 77 et 79, l'orifice distributeur 39 coïncidant avec l'un des orifices 40 du distributeur de la tête fixe 33.
Si on se reporte à la fig.IO, on voit que, chaque fois qu'il a été recueilli dans la chambre à flot - teur 13 une quantité suffisante pour obliger le robinet- pointeau 69 à fermer le passage 68, des moyens sont prévus pour dériver le combustible dans la pompe à engrenages 12 par un conduit 89 reliant les cotés d'entrée et de sortie de la pompe ; dans ce conduit, en un point convenable quel- conque, est disposé un clapet de contrôle à ressort com- mandé par la pression. Un dispositif analogue de dériva- tion désigné dans son ensemble par 91 peut également être prévu dans la pompe de chargement 14 .
La relation entre la pompe à engrenages 12, la pompe de chargement 14 et la chambre à flotteur 13, telle qu'elle est illustrée sur la fig.IO, est sensiblement identique à oelle décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2006.259 du 6 octo- bre 1936; le fonctionnement de cette partie de l'appareil est tel que les passages 42,38 et 35 sont continuelle- ment remplis de combustible sous pression.
Lors du fonctionnement de l'appareil décrit jusqu'ici, une pression prédéterminée est maintenue dans le passage 42 par la pompe de chargement, comme cela est permis par le mouvement de va-et-vient du pistoh-valve 80.
Ainsi qu'on l'a déjà décrit , l'alimentation en combusti- ble sous pression du passage 42 se produit périodiquement pendant les moments où l'orifice de sortie 39 du mécanisme distributeur est masqué par la tête fixé 33 et aussi pen-
<Desc/Clms Page number 14>
dant que le piston doseur 45 se trouve retiré dans sa position la plus basse illustrée sur la fig.1. Pendant les moments où le piston-valve 80 masque les conduits 77 et 79, le piston doseur 45 chasse une charge mesurée de combustible par les passages 43,42, 38 et 35 dans l'un des conduits d'injecteur 17. Etant donné que le piston doseur 45 est caractérisé par une course constante, la variation des valeurs des charges de combustible ne peut être obtenue que par variation de la position de l'obtu- rateur de réglage 80.
Trois des positions relatives de l'organe 49 et du piston sont schématiquement illustrées sur la fig.5.
Si l'on se réfère à la figure citée en der- nier lieu, la vue du milieu montre une relation des organes indiqués qui correspond à celle illustrée sur la fig.l, c'est-à-dire à une fermeture totale du dispositif de ré- glage, tandis que la vue de gauche montre les positions relatives pour une ouverture totaLe du dispositif de ré- glage et que la vue de droite illustre les positions cor- respondant à une ouverture partielle du dispositif de réglage. La distance comprise entre les lignes A et B représente schématiquement la course totale du piston doseur 45.
On remarquera sur la/vue du milieu de la fig .
5 que l'obturateur de réglage 49 a été déplacé jusqu'à une position dans laquelle les orifices de fuite 55 ne peuvent pas être masqués par le piston 45. En conséquence, la pendant cette course, le combustible de la chambre de/pompe sera dérivé par les orifices 55 dans le passage 56 et il sera ainsi drainé à travers l'alésage du piston 50 et l'orifice 57 vers le fond du carter 18, étant donné que chaque conduit d'injecteur est pourvu en un certain point d'un ou @ plusieurs clapets de retenue (non figurés),du
<Desc/Clms Page number 15>
type à ressort et que la pression nécessaire pour ouvrir ce ou ces clapets est sensiblement supérieure à celle qui est nécessaire pour produire l'écoulement par les orifi- ces 55.
Par suite, l'obturateur 49 étant dans la position indiquée, aucune charge de combustible ne sera débitée dans les conduits d'injecteur et cette position corres- pond ainsi à une fermeture totale de l'obturateur de réglage du moteur.
Dans la vue de gauche de la fig.5, l'obtu- rateur de réglage 49 occupe sa position la plus bas se, à savoir celle dans laquelle les orifices 55 sont complè- tement masqués par le piston 45 au début de sa course de débit, ce qui empêche la dérivation d'une quantité quel- conque de combustible de la chambre de la pompe dans le passage 56 pendant la course ascendante du piston doseur.
Tant que l'obturateur de réglage occupe cette position d'ouverture totale , le piston débite des charges égales et mesurées de valeur maximum dans les divers conduits d'injecteur.
Sur la vue de droite de la fig.5, l'obtura- teur de réglage occupe une position dans laquelle les orifices 55 sont dans une position intermédiaire entre les positions limites illustrées sur les vues de gauche et du milieu de la même figure. Par suite , lorsque le piston 45 se déplace vers le haut dans sa course de débit, une partie du combustible se trouvant dans la chambre de pompe sera dérivée par les orifices 55 jusqu'à ce que ceux-ci aient été complètement masqués par le piston en mouvement. Ensuite, la quantité de combustible restant dans la chambre de pompe au-dessus de l'épaulement annu- laire 92 sera envoyée dans l'un des divers conduits d'in- jecteur. Cette position de l'obturateur 49 correspond à une ouverture partielle de l'obturateur de réglage du
<Desc/Clms Page number 16>
moteur.
On peut,bien entendu, obtenir des variations de la quantité de combustible débitée en plaçant l'obturateur de réglage 49 entre l'une quelconque des positions limites illustrées sur les vues de gauche et du milieu de la fig.5; dans tous les cas, lorsque les orifices 55 occupent des positions intermédiaires entre leurs positions limites possibles, la quantité de combustible débitée par les con- duits d'injecteur sera une fonction de la distance par- courue par le piston après qu'il aura complètement masqué lesdits orifices. Il est bien entendu que, par suite de l'existence de l'étranglement 54, une obturation totale des orifices 55 ne peut jamais se produire tant que l'ex- trémité supérieure du piston doseur n'a pas dépassé l'épau- lement annulaire 92.
Les réglages de position de l'obturateur de réglage 49 peuvent être obtenus de diverses manières ; le présent cas, on propose d'obtenir ce résultat au moyen d'un dispositif régulateur hydraulique isochrone dans le- quel la pression hydraulique est empruntée à la pression de combustible établie par la pompe de chargement. On va décrire maintenant quatre variantes du dispositif régu- lateur hydraulique en se référant tout d'abord à ce qui est illustré sur les figs.I et 6.
Si l'on se reporte aux figs. 1, 5a et 16, on voit que le combustible sous pression pour le dispositif régulateur est débité par la pompe de chargement 14 après traversée du filtre 75a, dans un conduit 170 allant à une soupape régulatrice ou de contrôle de pression désignée dans son ensemble par 171. La pression du combustible débité par la pompe à engrenages 14 varie,bien entendu, entre des limites écartées par suite des variations de vitesse du moteur. De plus, de minimes fluctuations de pression du combustible se produisent par suite de l'ad- mission intermittente de combustible par le tiroir 80.
<Desc/Clms Page number 17>
Mais on a constaté que le dispositif régulateur hydraulique fonctionne dans les meilleures conditions quand le combus- tible lui est fourni sous pression constante. C'est pour ces raisons qu'à été prévue la soupape 171 de contrôle de pression.
Dans le mode de réalisation décrit ici, la soupape de contrôle de pression 171 comprend un boîtier 172 à extrémité ouverte faisant corps avec la cloison 24. Les extrémités du boîtier 172 sont fermées par des bouchons 173 et un manchon 174 est monté,et fixé,à, l'intérieur du bottier.
Ce dernier et le manchon 174 comportent des conduits 175 qui coïncident et qui communiquent avec le conduit 170. A l'in- térieur du manchon 174 se trouve un piston-valve 176 mainte- nu normalement à l'une des extrémités du manchon par un res- sort 177, un arrêt 180 étant prévu sur le piaton-vaLve 176 et établi pour buter contre le bouchon adjacent 173 pour limiter le mouvement du piston dans ce sens. Le piston 176 comporte, entre ses extrémités, une partie 181 de diamètre réduit se trouvant normalement à l'alignement du conduit 175, de manière que le combustible puisse s'écouler transversale- ment par l'intérieur du manchon 174 vers l'une des extré- mités d'un conduit 182 en U prévu dans le boîtier 172 avec des ouvertures correspondantes à travers le manchon 174.
L'autre extrémité du conduit 183 pénètre à nouveau dans le manchon 174 au-delà de l'extrémité du piston-valve 176 de manière que le combustible puisse s'écouler de là vers le régulateur par un passage 93.
Dans le fonctionnement du contrôle de pres- sion 171, quand le combustible fourni par le conduit 170 est à la pression désirée, cette pression agit de manière égale dans les deux sens sur le piston-valve 176 dans l'es- pace situé autour de la partie 181 de diamètre réduit. Mais la pression du combustible, lorsqu'il pénètre dans l'espace
<Desc/Clms Page number 18>
existant autour de l'arrêt 180,agit contre le ressort 177 et la force de ce dernier est déterminée pour qu'il équili- bre l'effet de cette pression, quand cette dernière est celle qui est désirée pour le fonctionnement du régulateur.
Si la pression du combustible débité par la pompe de char- gement 14 dépasse ladite pression désirée, le piston-valve 176 se trouve refoulé vers la gauche (par rapport à la fig.
5a), en comprimant le ressort 177 et en réduisant l'ouver- ture effective du conduit 176 dans l'espace existant autour de la partie de diamètre réduit 181, ce qui a pour effet de réduire le débit de combustible et la pression régnant dans le passage 93. On a constaté dans la pratique que cette construction donne une pression sensiblement constante pour le combustible débité au régulateur.
Le passage 93 traverse la cloison 24 et un manchon 94 monté dans cette cloison, l'extrémité dudit passage étant en communication constante avec un canal annulaire 95 ménagé autour de la périphérie d'une douille 96 qui tourne dans le manchon. L'extrémité inférieure de la douille porte un pignon d'angle 97 qui engrène avec un pi- gnon d'angle 98 calé sur l'arbre à oame 19, cette organisa- tion assurant la rotation de ldouille 96 dans un rapport fixe de vitesse avec l'arbre à came.
Le canal 95 communique, par un certain nom- bre de trous radiaux 99, avec un alésage axial 100 formé dans la douille 96. L'extrémité supérieure de la douille 96 comporte une bride et, dans cette douille, sont montés de manière à pouvoir tourner, un certain nombre de contrepoids 101, dont chacun est muni d'un bras 102 qui s'étend radia- lement vers l'intérieur et vers l'axe de la douille. Les extrémités internes des bras 102 portant constamment contre le chemin de roulement inférieur d'un palier de butée 103 qui entoure l'extrémité supérieure d'un piston-valve 104
<Desc/Clms Page number 19>
pouvant exécuter un mouvement de va-et-vient dans l'alésage 100 de la douille. Le chemin de roulement supérieur du pa- lier de butée 103 porte contre la face inférieure d'une tête élargie 105 formée sur le piston-volve 104.
Une selle 106 est fixée à la tête de vaLve 105 et enveloppe partiellement le palier de butée 103; elle est pourvue d'une bride annu- laire 107 qui sert d'appui à l'extrémité inférieure d'un ressort hélicoïdal de charge 108 dont l'extrémité supé- rieure porte un chapeau 109. Des modifications de la com- pression du ressort 108 sont produites par un levier régu- lateur 110 fixé à un arbre oscillant 111 tournant dans le carter 18. L'un des bras du levier 110 porte contre le chapeau 109 du ressort, tandis que l'autre bras, disposé à l'extérieur du carter, peut être commandé de toute manière connue.
Le piston-valve 104 est pourvu de deux têtes de valve 112 et 113 qui s'ajustent de manière étanche dans l'alésage 100 et qui sont reliées par une partie 114 de diamètre inférieur à celui de l'alésage, de manière qu'un espace annulaire 100a se trouve ménagé, espace qui, dans toutes les positions du piston-valve, se trouve rempli de combustible sous pression. La douille rotative 96 oomporte un canal annulaire 115 disposé au-dessus du canal 95 et communiquant avec l'alésage 100 par un certain nombre de trous radiaux 116. Un canal semblable 117 et des trous semblables 118 sont prévus dans ldouille 96 au-dessous du canal 95, l'espacement axial des trous 115 et 118 étant égal à la distance qui sépare les têtes de valve 112 et 113, dans le but qui sera exposé plus loin.
Une partie 119 de diamètre réduit,semblable à la partie 114 , relie la tête de valve 112 à un certain nombres de nervures de guidage 121 s'étendant axialement et espacées le long de la circonférence, ces nervures ser-
<Desc/Clms Page number 20>
vant à guider le piston-valve 104 pendant son mouvement de va-et-vient dans l'alésage 100 de la douille et étant sé- parées les unes des autres par des canaux de drainage 120 dont le rôle sera expliqué ci-après. Des canaux de drainage semblables 122 disposés de manière alternée avec des ner- vures de guidage semblables 123 sont formés à l'extrémité inférieure du piston-valve; ces nervures sont reliées à la tête de valve 113 par une partie 124 de diamètre réduit.
Le canal 117 est en communication constante, par un passage 125, avec l'extrémité inférieure d'un alésage cylindrique 126 qui est formé dans la cloison 24. De même, le canal 115 est en communication constante avec l'extrémité supérieure du même alésage cylindrique par un passage 127.
Dans l'alésage cylindrique 126 est monté, de manière à pou- voir exécuter un mouvement de va-et-vient, un piston 128 sur l'extrémité inférieure duquel fait saillie une butée 129 destinée à venir en contact avec l'extrémité inférieure de l'alésage précité; sur l'extrémité supérieure du piston se trouve une douille d'arrêt 130 qui entoure la tige 131 dudit piston. Cette tige se prolonge vers le haut à travers un bouchon 132 et le mouvement de montée du piston 128 est limité par la venue en prise de la douille 130 avec l'ex- trémité inférieure dudit bouchon. La tige de piston traverse complètement le bouchon 132 pour venir en prise avec l'un des bras d'un levier culbuteur 133 calé sur un arbre os- cillait 134 qui tourne de manière convenable dans la cloison du carter.
L'autre bras du levier 133 porte contre l'extré- mité supérieure de l'obturateur de réglage 49. Il doit être compris que la longueur du piston 128 est dans un rapport tel avec les butées 129 et 130 que ledit piston ne masque jamais les orifices de sortie des passages 125 et 127, le piston 128 étant représenté dans sa position haute sur la fig. 6 et dans sa position basse sur la fig.I.
<Desc/Clms Page number 21>
Pour exposer le fonctionnement du mécanisme régulateur que l'on vient de décrire, on attirera d'abord l'attention sur la fig.l du dessin. On remarquera sur cette figure que le levier 110 du régulateur a reçu un mouvement de pivotement dans le sens des aiguilles d'une montre pour supprimer sensiblement toute pression exercée par le ressort 108 et pour permettre ainsi aux contrepoids 101 de venir dans leur position externe extrême. Ce mouvement fait monter le piston-valve 104, ce qui fait que les têtes de valve 112 et 113 se trouvent amenées au-dessus des orifices 116 et 118, respectivement. Le combustible sous pression agit par suite contre l'extrémité supérieure du piston 128 et déplace ainsi ce piston jusqu'à sa position inférieure qui est la position de fermeture de l'organe de réglage.
Pendant ce mouvement du piston, le combustible se trouvant dans l'extrémité infé- rieure du cylindre 126 s'écoule par le passage 125, le canal 117 et les orifices 118, puis par les passages de drainsge 122 dans le passage 135 ménagé dans le pignon d'angle 97 d'où il s'écoule dans le fond du carter de l'appareil.
Si l'on désire maintenant obtenir une ouver- ture totale du dispositif de réglage pour une vitesse déter- minée et réglée du moteur, on fait tourner le levier 110 du régulateur en sens inverse des aiguilles d'une montre pour charger le ressort 108; la valeur de cette charge dépend de la vitesse à laquelle on désire régler le moteur. Ce charge- ment du ressort provoque un mouvement descendant du piston- valve 104 jusqu'à la position illustrée sur la. fig. 6, sensi- blement ou jusqu'à une position dans laquelle les têtes de valve 112 et 113 se trouvent au-dessous des orifices 116 et 118 respectivement.
Le combustible sous pression est alors admis dans l'extrémité inférieure du cylindre 126 et amène le piston 128 à sa position limite supérieure déterminée par nécessaire la douille 130, en chassant la quantité/ d'huile @
<Desc/Clms Page number 22>
à partir de l'extrémité supérieure du cylindre 126 par le passage 127, l'orifice 116 et les passages de drainage 120.
Le mouvement de montée du piston 128 fait tourner le levier 133 et déplace l'organe de réglage 49 jusqu'à la position d'ouverture totale illustrée sur la fig.6.
Pour la charge particulière du ressort 108,1e dispositif régulateur règle ensuite la vitesse du moteur.Si cette vitesse augmente, comme cela peut se produire à la suite d'une réduction de la charge, le piston-valve peut se mouvoir vers le haut et venir dans une position dans laquelle les tâtes 112 et 113 masquent complètement les orifices 116 et 118, respectivement, sans modifier la position de la valve 49. Si la vitesse du moteur diminue davantage, la valve 49 commence à se déplacer vers le haut à partir de la posi- tion représentée sur la fig. 6. Par suite, quand la vitesse du moteur peut varier pour le réglage adopté, le piston- valve flotte longitudinalement dans l'alésage 100.
On peut produire facilement des variations de la vitesse du moteur en faisant varier la charge sur le ressort 108 au moyen du levier de réglage 110. En conséquence,l'organisation repré- sentée sur les figs. I et 6 permet de régler à volonté la vitesse du moteur tout en maintenant le contrôle isochrone du dispositif de réglage pour chaque position du levier de régulateur. Le dispositif de réglage perfectionné possède les caractéristiques d'un régulateur isochrone, étant donné que le piston-valve 104 tend toujours à chercher une position dans laquelle les têtes 112 et 113 masquent leurs orifices respectifs 116 et 118.
La plus petite variation de vitesse applique une pression soit sur la partie supérieure, soit sur la partie inférieure du piston 128 suivant qu'il s'agit d'une augmentation ou d'une réduction de la vitesse du moteur et il s'ensuit que le piston 128 a tendance à flotter dans toute position demandée par la charge du moteur et à une...
<Desc/Clms Page number 23>
vitesse constante dudit moteur, étant donné que le piston- valve 104 revient sensiblement toujours à la même position.
On obtient la mise en marche du moteur en fai- sant pivoter simplement le levier régulateur vers une posi- tion telle que celle illustrée sur la figure 6 pour obtenir l'ouverture de l'organe de réglage, tandis que l'arrêt du moteur est obtenu par simple déplacement du levier régula- teur à la position illustrée sur la fig.l. Ce mouvement du levier supprime la pression du ressort 108 du régulateur et permet ainsi aux contrepoids 101 agissant sous l'action de la force centrifuge, de soulever le piston-valve jusqu'à la position illustrée sur la fig.I. Le piston 128 est ensuite déplacé vers le bas jusqu'à la position repré- sentée sur la fig.l et l'crgane de réglage 49 est soulevé par le ressort 53 jusqu'à la position de fermeture ou d'é- tranglement.
On comprend que, en/raison du fait que le piston 128 a une course constante et en raison de la rela- tion fixe entre les bras du levier 133, un mouvement ascen- dant quelconque du piston 128 détermine un mouvement cons- tant d'un organe ou valve d'étranglement 49 dans le sens de l'ouverture, mais la possibilité , pour les contrepoids 101, de se déplacer vers l'extérieur à une vitesse parti- culière quelconque est contrôlée par la pression exercée sur ces organes par la compression du ressort 108. En con- séquence, une compression'relativement élevée du ressort 108 nécessite, pour faire osciller les contrepoids 101 vers l'extérieur, une vitesse du moteur plus élevée qu'une barge plus légère du ressort.
Un dispositif régulateur du type précité est particuli èrement utile pour des moteurs à vitesse variable d'applicationsdiverses. Le combustible drainé et s'accumulant au fond du carter 18 peut être renvoyé à la chambre à flotteur 13 par des passages 162 et 163.
<Desc/Clms Page number 24>
On a représenté sur la fig.ll une variante du mécanisme régulateur dans laquelle ce mécanisme agit pour tous les réglages d'étranglement du moteur, de manière telle que le moteur conserve une vitesse constante pour tous les réglages en question ; la vitesse décroît lorsqu'on déplace l'organe de réglage(d'étranglement) vers la position de fermeture et vice-versa.
A cet effet, un levier 135 de commande du dispositif de réglage (ou d'étranglement ) est monté exté- rieurement à l'une des extrémités d'un arbre oscillant 136 qui est convenablement tourillonné dans le carter 18; à l'intérieur de ce carter, ledit arbre est muni d'un excen- trique 137 sur lequel est tourillonnée une partie intermé- diaire d'un levier oscillant 138. L'un des bras de ce levier porte contre l'extrémité supérieure de l'obturateur de ré- glage 49, tandis que l'autre bras porte contre l'extrémité supérieure de la tige 131 du piston du régulateur. Sur l'arbre 136, à une certaine distance axiale de l'excentri- que 137, est formée aussi une came 139. De préférence, les points hauts de l'excentrique et de la came sont décalés d'environ 90 .
L'un des bras d'un levier 140 de contrôle de vitesse se déplace sur la périphérie de la came 139; ce levier pivote en un point intermédiaire sur un arbre oscillant 141 dont les extrémités sont tourillonnées dans le carter 18, tandis que l'autre bras de ce levier porte contre le chapeau 109 du ressort. La partie restante du régulateur pour cette variante et pour d'autres décrites ici est la même que celle illustrée sur les figs. I et 6.
Lorsque les organes occupent la position illustrée sur la fig.ll, il est évident que, étant donné que le bras du levier 140 est en contact avec le point haut ou bossage de la came 139, le ressort 108 se trouve chargé au maximum, ce qui fait que le piston-valve 104 et
<Desc/Clms Page number 25>
les contrepoids 101 occupent les positions représentées d'une manière générale sur la fig. 6 et que le levier 138 recevra en conséquence un mouvement de pivotement tendant à ouvrir au maximum l'obturateur de réglage (d'étranglement) 49. On ajoute alors le dispositif régulateur pour contrôler la vitesse maximum du moteur.
Toutefois, si l'on fait tourner le levier 135 en sens inverse des aiguilles d'une montre d'un angle d'environ 90 , le bras indiqué du levier 140 se déplace sur le bas de la came 139, ce qui diminue la charge sur le ressort 108 jusqu'à un point correspondant à une marche à vide du moteur. Cette réduction de la compres- sion du ressort 108 s'accompagne, pour des raisons déjà in- diquées à propos des figs. I et 6, d'un mouvement du piston 128 vers sa position la plus basse et, par suite, d'un mouvement correspondant de la tige du piston 131. L'extré- mité supérieure de cette tige agit comme point d'appui sur lequel le levier 138 pivote sous l'action de l'excen- trique 137.
Il est évident, par suite, que ce pivotement du levier 138 produit un changement correspondant de la position de l'organe de réglage ou d'étranglement 49 à partir de celle qu'il occupait lorsque les pièces étaient dans les diverses positions représentées sur la f ig.ll . La quantité de combustible débitée par la pompe doseuse varie par suite avec les positions occupées par le levier d'é- tranglement 135 entre les positions limites dans lesquelles le bras du levier 140 se déplace sur les points haut et bas de la came 139.
Avec cette organisation, par suite, il est possible de réaliser le contrôle de l'étranglement du moteur entre la vitesse maximum et la vitesse de marche à vide mais, quand l'une ou l'autre, de ces vitesses est at- teinte, de même que dans les positions intermédiaires de réglage de l'étranglement, le régulateur intervient et assure le contrôle de manière dominante. Une construction
<Desc/Clms Page number 26>
de ce type est désirable dans les conditions exigeant un contrôle de l'étranglement à la main, aussi bien qu'un contrôle par le régulateur, entre les vitesses maximum et minimum des moteurs, comme ceux des camions automobiles et des locomotives.
Sur la fig.I3; on a représenté une autre variante encore du dispositif régulateur perfectionné de la demanderesse qui est plus particulièrement destiné aux commandes de génératrices ou d'autres installations néces- sitant une vitesse constante.
Un levier 142 de démarrage et d'arrêt est fixé à l'extérieur du carter 18 sur un arbre pivotant 143 tourillonné dans la paroi du carter et un excentrique 144 est fixé sur cet arbre à l'intérieur du carter. Un levier 145 pivote sur l'exoentrique, l'un des bras du levier por- tant contre l'extrémité supérieure de l'organe de réglage ou d'étranglement 49, tandis que l'autre bras de levier porte contre l'extrémité de la tige 131 du piston du ré- gulateur. Un levier de régulateur 146 est monté également à l'extérieur du carter 18 sur un arbre pivotant 147 qui tourillonne dans le carter et, sur ledit arbre 147 , est monté un bras 148 logé à l'intérieur du carter et venant en prise avec le chapeau da ressort 109.
Si la relation entre les organes est celle représentée sur la figure, le levier de régulateur 147 a pivoté jusqu'à une position dans laquelle aucune pression n'est sensiblement exercée sur le ressort de régulateur 108, ce qui permet au piston de régulateur 128 d'occuper sa position la plus basse comme on l'déà expliqué à propos du dispositif régulateur représenté sur les figs.I et 6. Le levier de démarrage et d'arrêt 142 occupe la position inclinée représentée sur la figure ou une posi- tion dans laquelle le levier 145 a tourné, en sens inverse
<Desc/Clms Page number 27>
des aiguilles d'une montre, d'une quantité suffisante pour permettre au ressort 53 de ramener l'organe de réglage ou d'étranglement à la position de fermeture totale.
Cette position'correspond à la position dudit organe représen- tée sur la fig.l, ce qui fait que le moteur est arrêté.
Avec cette variante, il est prévu que le ressort de régulateur 108 est chargé pour réaliser une certaine vitesse contrôlée du moteur et, à cet effet, on a prévu un dispositif pour maintenir le levier de régula- teur 146 dans une position désirée quelconque dans les limites de ses possibilités de mouvement. Dans ce but, une vis à chapeau 149 traverse l'extrémité du levier de régulateur et passe dans une fente arquée 150 ménagée dans un secteur 151 qui fait partie du carter 18. Une rondelle de friction 152 peut être serrée contre la sur- face du secteur au moyen d'un écrou 153; il est bien en- tendu que ce mode de fixation du levier du régulateur dans une position de réglage quelconque est destiné à illustrer d'une manière générale tout dispositif convenable pour obtenir le résultat cherché.
Le rôle du levier 142 est de mettre en marche et d'arrêter le moteur et, en ce qui concerne la première opération, il suffit de faire pivoter le levier 142 dans le sens des aiguilles d'une montre pour produire l'ouver- ture désirée de l'organe d'étranglement ou de réglage 49.
Le levier de régulateur --146 étant dans une position de réglage telle que le ressort 108 soit chargé au degré voulu, le moteur tourne à la vitesse constante désirée sous le contrôle du régulateur. Lorsqu'on désire arrêter le moteur, on déplace le levier 142 en sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à la fig.13, ce qui provoque le déplacement de l'organe d'étranglement ou de réglage 49 à sa position d'arrêt (ou de débit nul de combustible), la
<Desc/Clms Page number 28>
tige 131 du piston du régulateur agissant comme point d'ap- pui pour le levier 145.
Sur la fig.I5, on a représenté une autre variante du mécanisme régulateur qui est également du type à vitesse constante, mais qui est établi pour assu- rer une chute de vitesse, ce qui fait que le régulateur du type isochrone fonctionne à la manière d'un régulateur mécanique ordinaire.
Un levier de mise en marche et d'arrêt 154 est monté à l'extérieur du carter 18 à l'une des extrémités d'un bras pivotant 155 sur lequel est fixé, à l'intérieur du carter, un excentrique 156. La partie intermédiaire d'un levier 157 est tourillonnée sur l'excentrique 156, l'une des extrémités du levier venant en prise avec l'extrémité su- périeure de l'organe d'étranglement ou de réglage 49'; tandis que l'autre bras du levier vient en contact avec l'extrémi- té de la tige 131 du piston du régulateur. Le bras du levier 157 à droite de l'arbre 155 ( par rapport à la fig.15) est pourvu d'une butée 158 sur laquelle repose un bras d'un levier 159 de chute de vitesse qui est fixé en un point intermédiaire sur un arbre pivotant 160 dont les extrémités peuvent tourillonner dans le carter 18.
L'autre bras du levier 159 porte contre le chapeau 109 du ressort.
Avec cette variante, on peut mettre en mar- che le moteur en faisant tourner le levier 154 dans le sens des aiguilles d'une montre pour l'amener à la position représentée sur la fig.I5; de cette manière, par l'inter- médiaire d'excentriques 156, on produit un pivotement cor- respondant du levier 157 et un déplacement de l'organe d'étranglement 49 dans le sens de l'ouverture. On obtient l'arrêt du moteur en faisant tourner le levier 154 en sens inverse et pendant ce mouvement, le bras de gauche du le- vier 157 pivote sur le point d'appui constitué par l'ex- trémité supérieure de la tige 131 du piston du régulateur.
<Desc/Clms Page number 29>
Les organes étant dans la position représen- tée sur la figure, on charge le ressort 108 pour déplacer le piston-valve 104 et amener le piston 128 à la position supérieure représentée sur la fig.6, quand on fait tourner le moteur au moyen du démarreur. Quand le moteur démarre et qu'il n'y a pas de charge sur lui, les contrepoids 101 s'écartent lorsque la vitesse augmente; ils déplacent le piston-valve 104 jusqu'à la position supérieure et le pis- ton 128 vers la butée inférieure . Si la charge sur le moteur augmente, la vitesse diminue et les contrepoids 101 pivotent vers l'intérieur d'une quantité suffisante pour déplacer le piston-valve sensiblement à la position illustrée sur la fig.6, le piston 129 montant ensuite conjointement avec sa tige 131.
Le fonctionnement précédent a pour résultat un pivotement du levier 157 dans le sens des aiguilles d'une montre et une nouvelle ouverture de l'obturateur d'étran- glement 49 accompagnée d'un pivotement du levier 159 dans le sens des aiguilles d'une montre en raison duquel il se produit une réduction de la compression du ressort 108, ce qui fait que la vitesse du régulateur diminue lorsque la charge augmente et vice-versa.Il est important dans cette organisation que le couple exercé par le ressort 53 soit supérieur à celui exercé par le levier 159 et par le res- sort 108 du régulateur et qu'une pression hydraulique suf- fisante agit sur le piston 128 du régulateur pour vaincre les forces résultantes des ressorts 53 et 108.
Une organi- sation du genre de celle illustrée sur la fig.I5 est par- ticulièrement désirable pour le fonctionnement avec des alternateurs en parallèle, étant donné qu'il est possible d'assurer ainsi une meilleure division de la charge entre les différentes unités. On remarquera particulièrement qu' il est possible, avec l'organisation de la fig.I5, d'obtenir une augmentation de la vitesse réglée du moteur avec une
<Desc/Clms Page number 30>
augmentation de la charge. On peut obtenir ce résultat en disposant une butée 161 semblable à la butée 158 sur celui des bras du levier 157 qui se trouve à la gauche du bras 155.
Le bras du levier de chute de vitesse 159 Déposant sur la butée 161, il est évident que, lorsque la charge sur le moteur augmente, la charge du ressort 108 du régulateur augmente aussi par suite du pivotement du levier 159 en sens inverse des aiguilles d'une montre.
L'appareil perfectionné par la demanderesse permet d'incorporer, un appareil distributeur et à pompe à combustible pour un moteur à combustion interne polycylin- drique, l'un quelconque des divers types de dispositifs de commande de réglage hydrauliques isochrones décrits ici et de combiner ce contrôle dans une construction ramassée autonome qui englobe aussi la pompe doseuse ou pompe à combustible et le mécanisme distributeur. Il est prévu que des mouvements brusques du piston 128 du régulateur peuvent être freinés par le choix de dimensions appropriées pour les passages 125 et 127 déterminant une certaine re stric- tion dans l'écoulement du combustible le long de ces passa- ges. La construction serait alors caractérisée par un effet de dash-pot tel que les déplacements lents du piston seraient librement permis.
Le dispositif de contrôle de régulateur per- fectionné de la demanderesse est particulièrement utile dans les installations où la vitesse critique ou vitesse de tor- sion du moteur est relativement voisine de la vitesse ré- glée désirée du moteur. Cette vitesse critique peut être une vitesse intermédiaire entre les liaisons extrêmes de vitesse du moteur, mais, en raison des caractéristiques délicates et de réponse du type de régulateur proposé ici, il est possible de travailler au voisinage immédiat de la vitesse critique du moteur et de part et d'autre de celle-ci.
<Desc / Clms Page number 1>
"Improvements to power supplies for internal combustion engines."
The present invention relates to a fuel supply and distribution apparatus for internal combustion engines; it relates more particularly to devices of this kind organized for operation with liquid fuels and for delivering said liquids in equal portions, of desired value, into a number of engine cylinders.
The invention relates to: a fuel supply apparatus for a polycylindrical internal combustion engine, apparatus comprising a fuel metering pump, devices for charging said pump by means of pressurized fuel, a slide for controlling the flow rate of the fuel from the aforementioned loading device to the pump and a distributor for distributing the fuel delivered by the pump into the corresponding cylinders; a fuel supply apparatus for a polycylindrical internal combustion engine comprising: a fuel metering pump; .a device to charge
<Desc / Clms Page number 2>
said pressurized fuel pump;
a slide for controlling the flow of fuel from the aforementioned loading device to said pump; a distributor for distributing in the corresponding cylinders the fuel delivered by the pump and control members of the aforementioned distributor, members comprising means for controlling the slide; a fuel supply apparatus for polycylindrical internal combustion engines comprising: a fuel metering pump delivering measured quantities of fuel to the cylinders and comprising an adjustable valve or leakage valve for draining the fillable delivered by the pump aforementioned; a source of pressurized fuel supplying fuel to said pump;
a hydraulic control device operating under the action of fuel coming from said source to regulate the aforementioned leakage valve and a regulator arranged to be controlled by the engine and acting on the last-mentioned valve, said regulator comprising counterweights arranged so as to be able to pivot outward as the engine speed increases and a spring opposing outward movement; a lever connecting the control device and the pre-planned leakage valve; finally, a lever which can be controlled by hand, connected to the lever mentioned first and allowing the aforementioned leakage valve to be moved by hand, said lever comprising a link serving to vary the resistance of the aforementioned spring.
The apparatus which is the subject of the invention is of the same general type as that known in the prior art with regard to the association of an injector for the cylinders of an engine, injector serving to deliver measured quantities of fuel to
<Desc / Clms Page number 3>
said cylinders, with a fuel pump or metering pump common to all the injectors and with a load pump serving to supply the liquid fuel under pressure to the metering pump.
Accordingly, the invention described herein is characterized by the same operational advantages with respect to positive mechanical and so-called two-stage treatment of the fuel; that is to say the supply of measured and equal loads of fuel, under a relatively low pressure, to the various injectors by the fuel pump and the sending of these loads by the injectors into the cylinders of the engine against the much higher compression pressures prevailing there.
The main object of the present invention is an apparatus for the supply and distribution of fuel for internal combustion engines in which the metering of the fuel charges going to the conduits of the injectors is controlled by an isochromic hydraulic regulator on everything. or part of the full range of engine operation.
The invention also relates to an apparatus of the aforementioned type in which the hydraulic pressure for the regulator is derived from the pressure existing in the fuel pipe going to the metering pump.
Another subject of the invention is a compact and lightweight metering and dispensing apparatus in which all the elements which constitute it, including the control of the regulator, are enclosed in a single casing, which makes it possible to produce an autonomous assembly which can be fitted to the engine in fully assembled condition.
These objects of the invention will emerge more fully with others on reading the description which follows and on examining the appended drawing in which:
<Desc / Clms Page number 4>
Fig.l is a vertical section of the improved apparatus, section taken through 1-1 in Fig. 3, the adjustment shutter device and the regulating mechanism being shown in the positions they occupy when the engine slows down or tends to stop;
FIG. 2 is a partial vertical section of the distributor mechanism, section showing the coincidence of one of the various orifices serving to connect the piston of the fuel pump to one of the injector ducts;
Fig.3 is a plan view of the apparatus looking in the direction of the arrow 3 in fig.l;
Fig.4 is a section taken at 4-4 of fig.l and showing part of the dispensing mechanism;
Fig. 5 is a schematic sectional view showing the relationship between the regulating shutter device and the fuel pump piston when the engine is operated with a fully open, fully closed or partially closed shutter; fig. 5a is a partial section taken substantially through 5a-5a of FIG. 1;
Fig. 6 is a partial sectional view on a larger scale of the apparatus, as seen in fig. 1 ', but showing the regulating mechanism in the position corresponding to a full opening of the adjustment shutter;
Fig.7 is a section on a larger scale taken at 7-7 of Fig.l and showing the piston-valve which controls the flow of pressurized fuel to the chamber of the fuel metering pump; Fig.8 is a section through 8-8 of Fig.7;
Fig.9 is a section through 9-9 of fig.l, showing the mechanism which serves to control the reciprocating movement of the piston of the fuel metering pump;
Fig. 10 is a schematic sectional view of
<Desc / Clms Page number 5>
the pump which takes fuel from the main fuel tank, the charge pump for establishing fuel pressure in the duct going to the fuel metering pump and the float chamber or annular fuel chamber, these members being shown moved to illustrate more particularly their operating relationship;
fig.ll is a schematic vertical section of a variant of governor control in which the governor controls the speed of the motor for any adjustment of the shutter from the idle position to the idle position. running at maximum shutter speed and gradually reducing maximum speed after the shutter has moved to the idle position; fig.I2 is a partial section taken through 12-12 of fig.ll ;.
Fig. 13 is a schematic sectional view of yet another variant of the governor control in which means have been provided for maintaining the regulator speed adjustment lever in any given position between its extreme limits of displacement. oement; FIG. 14 is a section through 14-14 of FIG. 13, showing an improved device for maintaining the regulator lever in its adjustment position; Fig. 15 is another section of a governor control having speed drop characteristics;
Finally, Fig. 16 is a schematic view of the entire fuel supply apparatus described herein.
If we refer to the drawing and more -
<Desc / Clms Page number 6>
directly in figs. 1 and 10, it can be seen that 10 denotes the improved apparatus intended for use on a multi-cylinder engine of the Diesel type operating according to the two-stroke cycle or according to the four-stroke cycle. In the present case, a twelve-cylinder four-stroke engine has been shown to illustrate the invention. In general, the fuel is taken from a main tank 11 by a gear pump 12 and returned to an auxiliary fuel tank in the form of a float chamber 13.
The fuel is taken from this chamber by a second gear pump 14, referred to as a charge pump, which exerts a predetermined low pressure on the fuel and sends it to a fuel metering pump 15, which in turn , delivers the fuel, in quantities as measured and determined by a regulating valve described below; to a distributor mechanism 16 which controls the final sending of charges to the individual injector line 17 going to a typical injector (not shown) of the type described in the patent issued in the United States of America under the number 2,190,015 .
In fig. 1, which illustrates the main construction characteristics of the improved device according to the invention, 18 denotes a housing on the lower part of which a shaft 19 turns, constituting the combination of a control shaft. and a camshaft, the shaft of which one end projects outside the casing and carries, fixed to it, a control member 20. It is understood that the member 20 is controlled from of the motor shaft (not shown) so that the shaft 19 rotates at the speed of the crankshaft when the invention is applied to a four-stroke engine.
Inside the housing, an angle pinion 21
<Desc / Clms Page number 7>
is wedged on the shaft 19 and meshes with an angle pinion 22 wedged on the lower end of a shaft 23 extending upwards and through a partition 24 formed in the casing; at the upper end of said shaft 23 is wedged a cam disc 25 which moves on the upper surface of a flanged bush 26 in which the shaft 23 rotates.
The peripheral surface of the disc 25 is provided with twelve uniformly spaced cam bosses 27 for the purpose which will be explained below. The speed ratio between pinion 21 and pinion 82 is 2: 1, so that the cam disc 25 makes one full revolution for two turns of the camshaft 19 and the crankshaft of the engine.
A drive lug 28 protrudes upwardly from the disc 25 and fits into a correspondingly shaped slot in a connecting piece 29, the upper end of which has a slot 30 for receiving a lug. drive 31 protruding from a rotating disc 32 which constitutes the movable member of the distribution mechanism 16. Preferably, the drive ears 28 and 31 are in diametrical relation to the discs 25 and 32, respectively, and are arranged perpendicular to each other, whereby a universal joint-like connection is established between the discs. The upper surface of disc 32 is planar and bears against a planar surface formed on the lower surface of a distributor head 33 attached to housing 18.
The cooperating surfaces of the disc 32 and the head 33 are held in contact by a coil spring 34 which surrounds the connecting piece 29, the lower end of the spring resting against the cam disc 25 and its upper end s 'pressing against the underside of the distributor disc 32.
<Desc / Clms Page number 8>
The distributor disc 32 has a radial duct 35 in the shape of a U, the inlet orifice 36 of which has the same axis as the disc 32 and constantly coincides with the outlet orifice 37 which terminates a duct 38 formed in the head 33. The outlet 39 of the duct 35 is also located in the upper surface of the disc 32 and its radial distance from the axis of the disc is such that it coincides successively, during the rotation of the disc 32, with outlet orifices 40, each of these orifices constituting a part of an outlet duct 41 which communicates with an injector duct 17.
The outlet duct 38 is continued by a duct 42 formed in the partition 24 of the casing and it ends with an orifice 43 formed in a bearing 44 mounted in a bore of the partition 24. The orifice 43 constitutes an orifice of An inlet for the conduit 42 and also an outlet for the chamber of the fuel pump which will now be described.
A constant stroke liner piston 45 can perform a reciprocating motion in the bearing 44; its lower end has an annular flange 46 against which rests the lower end of a coil spring 47 which surrounds the piston, the upper end of the spring resting against an annular flange formed on the pad 44. The spring 47 constantly urges the piston 45 towards its lower position and the relationship is such that its upper end 48, in its upper position, is substantially flush with the lower edge of the orifice 43. In fig.l, the piston occupies the highest position lower. This position of the piston therefore coincides with the end of its flow stroke, as will be described below.
A metering slide 49, referred to herein as the adjustment shutter device ", can perform a backward movement.
<Desc / Clms Page number 9>
and-comes in an axial bore 50 formed in the piston 45 and also in a bearing 51 mounted in the partition 24.
The upper end of the spool 49 protrudes above the pad 51 and forms an enlarged head 52. A coil spring 53 surrounds the part of the spool that protrudes above the pad 51, the lower end of the spring s 'pressing against the pad, while the upper end rests on the underside of the head 52.
The spring 53 always tends to urge the adjustment shutter device upwards towards the extreme upper limit position illustrated in FIG. 1, a position which, as will be described below, corresponds to the closing of the adjustment device (playing the role of the usual butterfly).
In the vicinity of the orifice 48, the spool 49 may have a reduced diameter, as indicated at 54 and one or more leakage orifices 55 arranged more or less radially are provided in the portion of reduced diameter which communicates with a axial duct 56, the lower end of which ends at the lower end of the adjustment shutter device, while the upper end communicates with an orifice 57 disposed radially and which, in all the positions of the shutter of adjustment, is located above the top surface of bush 51.
It should be understood that the piston 45 constitutes the piston of the fuel metering pump 15 and that the pump chamber is defined by the opposite ends of the piston 45 and the bushing 51 and by the adjacent surfaces of the bushing 44 and the adjustment shutter 49.
If we refer to fig. 9, we see that the piston 45 is driven in a reciprocating movement, adjusted with respect to the crankshaft of the engine, by means of a cam sleeve 58 fixed on the shaft 19 and fitted
<Desc / Clms Page number 10>
six equally spaced bosses 59 which periodically contact a roller 60 mounted at an intermediate point of the rocker or rocker lever 61. The lever 61 is hinged in the housing 18 and its free end engages the surface. lower of the piston head 46; It is understood that the spring 47 constantly keeps this head in contact with the aforementioned end of the rocker arm 61.
For a purpose explained now, the lower end of the bore 50 of the piston terminates in an orifice 62 housed in the head 46; this orifice serves both to provide a bypass or "by-pass" for all or part of the * fuel in the pump chamber during the flow stroke of piston 45 and to lubricate the lower surface of the piston head to prevent excessive friction with the end of the rocker arm 61.
The efficient and efficient operation of internal combustion engines of the kind for which the present invention is intended requires precise and controllable measurement of relatively small amounts of combustible liquid, these charges varying from the size of a drop, as maximum. to a drop fraction approximately equivalent to the size of a pinhead. It has been established that such a small fuel load control can only be ensured if the metering pump is supplied with fuel under pressure, and the devices provided for this will now be described.
As seen in Figs. 1, 3 and 10, the fuel is taken from a main tank 11 by a pipe 63 which can be fitted with a check valve 63a (fig. I6) to go into the pump chamber 64, by a gear pump 12 which comprises two toothed wheels 65 and 66 meshing with each other, the first being fixed on
<Desc / Clms Page number 11>
the camshaft 19 and the second on a secondary shaft 19a which can rotate appropriately in the housing of pumps 12 and 14.
The liquid delivered by the pump 12 flows through a pipe 67, then through a pipe 68 going to the float chamber 13, the passage being controlled by a needle valve 69 carried by a float 70 which is mounted, so as to be able to pivot, inside the chamber 13, the members being arranged in such a way that, when the chamber 13 is filled, the needle valve
69 opposes a new entry of liquid into the chamber.
The fuel coming from the chamber 13 is extracted through a pipe 71 and delivered into the chamber
72 pump by the charging pump 14 which comprises two wheels 73 and 74 meshing with each other, the first being wedged on the oarshaft 19 and the second on the secondary shaft 19a. The pump 14 establishes a pressure on the fuel flow pipe 75 which is connected by a suitable pipe to a filter 75a (fig. I6) and to an annex chamber 75b (see figs 1.3 and 16), then to a pipe 75 delivering oil into a pipe 76 (see figs 1 and 8) formed in the partition 24; outlet of the latter duct cotincides with a group of parallel ducts which pass through the wall of a sleeve 78 mounted in the partition 24.
The group of conduits 77 is aligned with a similar group 79 also housed in the wall of the sleeve 78 and which is opposite to the group of conduits 77.
In turn, the group of conduits 79 communicates with the passage 42.
The communication between the groups of pipes is controlled by a piston-valve 80 which can perform a reciprocating movement in the sleeve 78 and which also comprises a guide portion 81 separate from said.
<Desc / Clms Page number 12>
piston-valve by a portion 82 of diameter smaller than that of the piston-valve, whereby, when the valve occupies the position shown in figs. 7 and 8, the pressurized fuel can flow directly into the chamber of the metering pump, while, when it is moved to the left (in relation to fig. 8), the outlet ends of the ducts of group 77 are completely closed.
The piston guide portion 81 is provided with a tail 83 extending outwardly and comprising a head 84 with one of the faces of which is in contact a helical spring 85 which surrounds the tail 83 and of which the opposite end bears against the adjacent end of the sleeve 78. The spring 85 always tends to urge the piston-valve in a direction such that it closes the conduits 77 and 79. The displacement of the piston-valve in the opposite direction is caused by one of the arms of a lever 86 which constantly rests against the head 84 and the other arm of which is provided with a roller 87 resting against the periphery of the cam disc 25 and, periodically , against the bumps 27 of this disc. The intermediate part 86 pivots on a pin 88, the ends of which can be suitably journaled in the casing 18.
It can be seen from the above that, during two revolutions of the camshaft 19, corresponded to two revolutions of the crankshaft of the engine and, consequently, to the flow of a charge of fuel to each of the ducts in - jector, the piston-valve 80 is foundimé by the cam bosses 27 of twelve reciprocating movements, the members being wedged in such a way that, when the piston-valve 80 occupies. the position shown in figs. 7 and 8 and that, consequently, the pressurized fuel is delivered into the chamber of the metering pump, the outlet port 39 of the distributor disc 32 is located
<Desc / Clms Page number 13>
masked by a part of the head of the fixed distributor 33 between two orifices 40 successively.
Conversely, during the periods when the metering pump 45 delivers, the piston-valve 80 is moved to a position in which it closes the groups of conduits 77 and 79, the distributor orifice 39 coinciding with one of the orifices. 40 of the fixed head distributor 33.
If we refer to fig. IO, we see that, each time a sufficient quantity has been collected in the float chamber 13 to force the needle valve 69 to close the passage 68, means are provided for diverting the fuel into the gear pump 12 through a conduit 89 connecting the inlet and outlet sides of the pump; in this duct, at any convenient point, there is a pressure-controlled spring check valve. A similar bypass device designated as a whole by 91 may also be provided in the charge pump 14.
The relationship between gear pump 12, charge pump 14, and float chamber 13, as shown in Fig. 10, is substantially the same as that described in U.S. Patent No. 2006.259 of October 6, 1936; the operation of this part of the apparatus is such that passages 42, 38 and 35 are continuously filled with fuel under pressure.
In the operation of the apparatus described so far, a predetermined pressure is maintained in the passage 42 by the charging pump, as permitted by the reciprocating movement of the pistoh-valve 80.
As already described, the supply of pressurized fuel to passage 42 occurs periodically during the times when the outlet 39 of the distributor mechanism is masked by the attached head 33 and also during the times when the outlet 39 of the distributor mechanism is concealed by the attached head 33.
<Desc / Clms Page number 14>
As long as the metering piston 45 is withdrawn in its lowest position illustrated in fig.1. During the times when the piston-valve 80 masks the conduits 77 and 79, the metering piston 45 expels a measured load of fuel through the passages 43, 42, 38 and 35 into one of the injector conduits 17. Since the metering piston 45 is characterized by a constant stroke, the variation of the values of the fuel loads can only be obtained by varying the position of the adjustment shutter 80.
Three of the relative positions of the member 49 and the piston are schematically illustrated in fig.5.
Referring to the last-mentioned figure, the middle view shows a relation of the indicated organs which corresponds to that illustrated in fig. 1, that is to say a total closure of the device. adjustment, while the left view shows the relative positions for a total opening of the adjustment device and the right view illustrates the positions corresponding to partial opening of the adjustment device. The distance between lines A and B schematically represents the total stroke of the metering piston 45.
It will be noted in the view of the middle of FIG.
5 that the adjustment shutter 49 has been moved to a position in which the leakage holes 55 cannot be masked by the piston 45. Accordingly, during this stroke, the fuel in the pump chamber will be. branched through the orifices 55 into the passage 56 and it will thus be drained through the bore of the piston 50 and the orifice 57 to the bottom of the housing 18, since each injector duct is provided at some point with one or more check valves (not shown),
<Desc / Clms Page number 15>
spring type and that the pressure required to open the valve (s) is substantially greater than that required to produce flow through the ports 55.
As a result, the shutter 49 being in the position indicated, no fuel charge will be delivered into the injector ducts and this position thus corresponds to a total closure of the engine control shutter.
In the left view of fig. 5, the adjustment shutter 49 occupies its lowest position, namely that in which the orifices 55 are completely masked by the piston 45 at the start of its travel stroke. flow, which prevents any amount of fuel from being diverted from the pump chamber into passage 56 during the upstroke of the metering piston.
As long as the regulating shutter occupies this fully open position, the piston delivers equal and measured loads of maximum value into the various injector ducts.
In the right view of FIG. 5, the adjustment shutter occupies a position in which the orifices 55 are in an intermediate position between the limit positions illustrated in the left and middle views of the same figure. As a result, when the piston 45 moves upward in its flow stroke, part of the fuel in the pump chamber will be diverted through the ports 55 until these have been completely masked by the piston. moving. Then the amount of fuel remaining in the pump chamber above the annular shoulder 92 will be sent to one of the various injector conduits. This position of the shutter 49 corresponds to a partial opening of the shutter for adjusting the
<Desc / Clms Page number 16>
engine.
It is of course possible to obtain variations in the quantity of fuel delivered by placing the adjustment shutter 49 between any one of the limit positions illustrated in the left and middle views of FIG. 5; in any case, when the orifices 55 occupy intermediate positions between their possible limit positions, the quantity of fuel delivered by the injector pipes will be a function of the distance traveled by the piston after it has completely reached. masked said orifices. It is of course understood that, owing to the existence of the constriction 54, a total blockage of the orifices 55 can never occur until the upper end of the metering piston has passed the shoulder. ring finger 92.
The position adjustments of the adjusting shutter 49 can be obtained in various ways; In the present case, it is proposed to obtain this result by means of an isochronous hydraulic regulating device in which the hydraulic pressure is taken from the fuel pressure established by the loading pump. Four variants of the hydraulic regulator will now be described, with reference first of all to what is illustrated in FIGS. I and 6.
If we refer to figs. 1, 5a and 16, it can be seen that the pressurized fuel for the regulator device is delivered by the charging pump 14 after passing through the filter 75a, in a duct 170 going to a regulating or pressure control valve designated as a whole by 171. The pressure of the fuel delivered by the gear pump 14 varies, of course, between limits set apart as a result of variations in engine speed. In addition, minimal fuel pressure fluctuations occur as a result of the intermittent admission of fuel through spool 80.
<Desc / Clms Page number 17>
However, it has been observed that the hydraulic regulating device operates under the best conditions when the fuel is supplied to it under constant pressure. It is for these reasons that the pressure control valve 171 has been provided.
In the embodiment described herein, the pressure control valve 171 includes an open-ended housing 172 integral with the bulkhead 24. The ends of the housing 172 are closed by plugs 173 and a sleeve 174 is mounted, and secured, inside the boot maker.
The latter and the sleeve 174 have conduits 175 which coincide and communicate with the conduit 170. Inside the sleeve 174 is a piston-valve 176 held normally at one end of the sleeve by a spring 177, a stopper 180 being provided on the piaton-vaLve 176 and established to abut against the adjacent stopper 173 to limit the movement of the piston in this direction. The piston 176 has, between its ends, a portion 181 of reduced diameter normally located in line with the duct 175, so that the fuel can flow transversely through the interior of the sleeve 174 towards one of the ends. ends of a U-shaped conduit 182 provided in housing 172 with corresponding openings through sleeve 174.
The other end of conduit 183 re-enters sleeve 174 past the end of valve piston 176 so that fuel can flow from there to the regulator through passage 93.
In the operation of pressure control 171, when the fuel supplied through line 170 is at the desired pressure, that pressure acts equally in both directions on piston-valve 176 in the space around it. the part 181 of reduced diameter. But the fuel pressure, when it enters space
<Desc / Clms Page number 18>
existing around the stop 180, acts against the spring 177 and the force of the latter is determined so that it balances the effect of this pressure, when the latter is that which is desired for the operation of the regulator.
If the pressure of the fuel delivered by the charging pump 14 exceeds said desired pressure, the piston-valve 176 is discharged to the left (with respect to FIG.
5a), compressing the spring 177 and reducing the effective opening of the conduit 176 in the space existing around the reduced diameter portion 181, which has the effect of reducing the fuel flow and the pressure in passage 93. It has been found in practice that this construction gives a substantially constant pressure for the fuel supplied to the regulator.
The passage 93 passes through the partition 24 and a sleeve 94 mounted in this partition, the end of said passage being in constant communication with an annular channel 95 formed around the periphery of a sleeve 96 which rotates in the sleeve. The lower end of the sleeve carries an angle pinion 97 which meshes with an angle pinion 98 wedged on the camshaft 19, this organization ensuring the rotation of the sleeve 96 in a fixed speed ratio. with the camshaft.
The channel 95 communicates, through a number of radial holes 99, with an axial bore 100 formed in the sleeve 96. The upper end of the sleeve 96 has a flange and, in this sleeve, are mounted so as to be able to rotating, a number of counterweights 101, each of which is provided with an arm 102 which extends radially inwardly and toward the axis of the socket. The inner ends of the arms 102 constantly bearing against the lower race of a thrust bearing 103 which surrounds the upper end of a piston-valve 104
<Desc / Clms Page number 19>
capable of performing a reciprocating movement in the bore 100 of the sleeve. The upper race of the thrust bearing 103 bears against the lower face of an enlarged head 105 formed on the volve piston 104.
A saddle 106 is attached to the vaLve head 105 and partially surrounds the thrust bearing 103; it is provided with an annular flange 107 which acts as a support for the lower end of a helical load spring 108, the upper end of which bears a cap 109. Changes in the compression of the spring 108 are produced by a regulating lever 110 fixed to an oscillating shaft 111 rotating in the housing 18. One of the arms of the lever 110 bears against the cap 109 of the spring, while the other arm, disposed on the outside. of the housing, can be controlled in any known manner.
The piston-valve 104 is provided with two valve heads 112 and 113 which fit tightly in the bore 100 and which are connected by a portion 114 of a diameter smaller than that of the bore, so that a annular space 100a is provided, a space which, in all positions of the piston-valve, is filled with pressurized fuel. The rotating sleeve 96 has an annular channel 115 disposed above the channel 95 and communicating with the bore 100 through a number of radial holes 116. A like channel 117 and like holes 118 are provided in the sleeve 96 below the sleeve. channel 95, the axial spacing of the holes 115 and 118 being equal to the distance which separates the valve heads 112 and 113, for the purpose which will be explained later.
A portion 119 of reduced diameter, similar to portion 114, connects the valve head 112 to a number of guide ribs 121 extending axially and spaced apart along the circumference, these ribs interlocking.
<Desc / Clms Page number 20>
vant to guide the piston-valve 104 during its reciprocating movement in the bore 100 of the sleeve and being separated from each other by drainage channels 120, the role of which will be explained below. Like drainage channels 122 alternately arranged with like guide ribs 123 are formed at the lower end of the piston-valve; these ribs are connected to the valve head 113 by a portion 124 of reduced diameter.
The channel 117 is in constant communication, through a passage 125, with the lower end of a cylindrical bore 126 which is formed in the partition 24. Likewise, the channel 115 is in constant communication with the upper end of the same bore. cylindrical by a passage 127.
In the cylindrical bore 126 is mounted, so as to be able to perform a reciprocating movement, a piston 128 on the lower end of which protrudes a stop 129 intended to come into contact with the lower end of the piston. the aforementioned bore; on the upper end of the piston there is a stop sleeve 130 which surrounds the rod 131 of said piston. This rod is extended upwards through a plug 132 and the upward movement of the piston 128 is limited by the engagement of the sleeve 130 with the lower end of said plug. The piston rod passes completely through plug 132 to engage one of the arms of a rocker lever 133 wedged on an oscillating shaft 134 which rotates suitably in the crankcase bulkhead.
The other arm of the lever 133 bears against the upper end of the adjustment shutter 49. It must be understood that the length of the piston 128 is in such a relationship with the stops 129 and 130 that said piston never conceals the outlet orifices of the passages 125 and 127, the piston 128 being shown in its high position in FIG. 6 and in its lower position in fig.I.
<Desc / Clms Page number 21>
To explain the operation of the regulating mechanism which has just been described, attention will first be drawn to fig.l of the drawing. It will be noted in this figure that the lever 110 of the regulator has received a pivoting movement in the direction of clockwise to substantially eliminate any pressure exerted by the spring 108 and thus to allow the counterweights 101 to come into their extreme external position. . This movement causes the piston-valve 104 to rise so that the valve heads 112 and 113 are brought above the orifices 116 and 118, respectively. The pressurized fuel therefore acts against the upper end of piston 128 and thus moves this piston to its lower position which is the closed position of the adjustment member.
During this movement of the piston, the fuel in the lower end of the cylinder 126 flows through the passage 125, the channel 117 and the orifices 118, then through the drain passages 122 in the passage 135 formed in the angle pinion 97 from which it flows into the bottom of the appliance housing.
If it is now desired to obtain full opening of the adjuster for a determined and regulated engine speed, the governor lever 110 is rotated counterclockwise to load the spring 108; the value of this load depends on the speed at which it is desired to adjust the motor. This spring loading causes a downward movement of the piston-valve 104 to the position shown in. fig. 6, substantially or to a position in which the valve heads 112 and 113 are below the ports 116 and 118 respectively.
The pressurized fuel is then admitted into the lower end of the cylinder 126 and brings the piston 128 to its upper limit position determined by the sleeve 130 necessary, by expelling the quantity / of oil @
<Desc / Clms Page number 22>
from the upper end of cylinder 126 through passage 127, orifice 116, and drain passages 120.
The upward movement of the piston 128 rotates the lever 133 and moves the adjusting member 49 to the fully open position illustrated in FIG. 6.
For the particular load of the spring 108, the regulator then adjusts the engine speed. If this speed increases, as can happen as a result of a reduction in the load, the piston-valve can move upwards and come to a position in which the heads 112 and 113 completely mask the ports 116 and 118, respectively, without changing the position of the valve 49. If the engine speed decreases further, the valve 49 begins to move upward from of the position shown in FIG. 6. Consequently, when the engine speed can vary for the setting adopted, the piston-valve floats longitudinally in the bore 100.
Variations in engine speed can easily be produced by varying the load on spring 108 by means of adjustment lever 110. Accordingly, the organization shown in Figs. I and 6 allow the engine speed to be adjusted at will while maintaining isochronous control of the adjuster for each position of the governor lever. The improved adjustment device has the characteristics of an isochronous regulator, since the piston-valve 104 always tends to seek a position in which the heads 112 and 113 mask their respective ports 116 and 118.
The smallest variation in speed applies pressure to either the top or the bottom of piston 128 depending on whether it is an increase or decrease in engine speed and it follows that piston 128 tends to float in any position required by the engine load and at a ...
<Desc / Clms Page number 23>
constant speed of said motor, given that the piston-valve 104 returns substantially always to the same position.
The engine is started by simply rotating the regulator lever to a position such as that shown in figure 6 to obtain the opening of the regulator, while stopping the engine is obtained by simply moving the regulating lever to the position shown in fig.l. This movement of the lever removes the pressure from the spring 108 of the regulator and thus allows the counterweights 101 acting under the action of centrifugal force, to raise the piston-valve to the position illustrated in fig.I. The piston 128 is then moved downward to the position shown in Fig. 1 and the adjuster 49 is lifted by the spring 53 to the closed or throttle position.
It is understood that, due to the fact that the piston 128 has a constant stroke and due to the fixed relationship between the arms of the lever 133, any upward movement of the piston 128 determines a constant movement of. a throttling member or valve 49 in the opening direction, but the possibility for the counterweights 101 to move outward at any particular speed is controlled by the pressure exerted on these members by the compression of the spring 108. Accordingly, a relatively high compression of the spring 108 requires, in order to oscillate the counterweights 101 outward, a higher engine speed than a lighter barge of the spring.
A governor device of the above type is particularly useful for variable speed motors of various applications. The fuel drained and accumulating at the bottom of the casing 18 can be returned to the float chamber 13 through passages 162 and 163.
<Desc / Clms Page number 24>
There is shown in fig.ll a variant of the regulating mechanism in which this mechanism acts for all the throttle adjustments of the engine, such that the engine maintains a constant speed for all the adjustments in question; the speed decreases when moving the regulator (throttle) to the closed position and vice versa.
To this end, a control lever 135 for the adjustment (or throttle) device is mounted externally at one of the ends of an oscillating shaft 136 which is suitably journaled in the housing 18; inside this housing, said shaft is provided with an eccentric 137 on which is journaled an intermediate part of an oscillating lever 138. One of the arms of this lever bears against the upper end of the lever. the adjustment shutter 49, while the other arm bears against the upper end of the rod 131 of the regulator piston. On the shaft 136, at a certain axial distance from the eccentric 137, is also formed a cam 139. Preferably, the high points of the eccentric and the cam are offset by about 90.
One of the arms of a speed control lever 140 moves on the periphery of the cam 139; this lever pivots at an intermediate point on an oscillating shaft 141, the ends of which are journaled in the housing 18, while the other arm of this lever bears against the cap 109 of the spring. The remaining part of the regulator for this variant and for others described here is the same as that illustrated in figs. I and 6.
When the members occupy the position illustrated in fig.ll, it is obvious that, given that the arm of the lever 140 is in contact with the high point or boss of the cam 139, the spring 108 is loaded to the maximum, this which causes the piston-valve 104 and
<Desc / Clms Page number 25>
the counterweights 101 occupy the positions shown in general in FIG. 6 and that the lever 138 will accordingly receive a pivoting movement tending to fully open the adjustment shutter (throttle) 49. The regulator device is then added to control the maximum speed of the engine.
However, if lever 135 is rotated counterclockwise through an angle of approximately 90, the indicated arm of lever 140 moves on the bottom of cam 139, which decreases the load. on the spring 108 to a point corresponding to an empty running of the engine. This reduction in the compression of the spring 108 is accompanied, for reasons already indicated in connection with FIGS. I and 6, a movement of the piston 128 towards its lowest position and, consequently, a corresponding movement of the piston rod 131. The upper end of this rod acts as a fulcrum on which the lever 138 pivots under the action of the eccentric 137.
It is evident, therefore, that this pivoting of the lever 138 produces a corresponding change in the position of the adjustment or throttle member 49 from that which it occupied when the parts were in the various positions shown on the figure. f ig.ll. The quantity of fuel delivered by the metering pump therefore varies with the positions occupied by the throttle lever 135 between the limit positions in which the arm of the lever 140 moves on the high and low points of the cam 139.
With this organization, therefore, it is possible to carry out the control of the throttling of the motor between the maximum speed and the idling speed but, when one or the other of these speeds is reached, as in the intermediate throttle adjustment positions, the regulator intervenes and provides control in a dominant manner. A construction
<Desc / Clms Page number 26>
of this type is desirable in conditions requiring manual throttle control, as well as governor control, between maximum and minimum speeds of engines, such as those of motor trucks and locomotives.
In fig.I3; there is shown yet another variant of the improved regulator device of the Applicant which is more particularly intended for the controls of generators or other installations requiring a constant speed.
A starting and stopping lever 142 is fixed outside the housing 18 on a pivoting shaft 143 journaled in the wall of the housing and an eccentric 144 is fixed on this shaft inside the housing. A lever 145 pivots on the exoentric, one of the arms of the lever bearing against the upper end of the regulating or throttling member 49, while the other lever arm bears against the end of the rod 131 of the regulator piston. A governor lever 146 is also mounted outside the housing 18 on a pivoting shaft 147 which journals in the housing and on said shaft 147 is mounted an arm 148 housed inside the housing and engaging the housing. spring cap 109.
If the relationship between the members is that shown in the figure, the regulator lever 147 has rotated to a position in which there is substantially no pressure exerted on the regulator spring 108, which allows the regulator piston 128 to 'occupy its lowest position as explained above in connection with the regulating device shown in Figs. I and 6. The start and stop lever 142 occupies the inclined position shown in the figure or a position in which the lever 145 has turned, in the opposite direction
<Desc / Clms Page number 27>
clockwise, an amount sufficient to allow the spring 53 to return the adjustment or throttle member to the fully closed position.
This position corresponds to the position of said member shown in fig.l, so that the engine is stopped.
With this variant, it is provided that the governor spring 108 is loaded to achieve a certain controlled speed of the engine and, for this purpose, a device has been provided to hold the governor lever 146 in any desired position within the limits. limits of its possibilities of movement. For this purpose, a cap screw 149 passes through the end of the governor lever and passes through an arcuate slot 150 in a sector 151 which forms part of the housing 18. A friction washer 152 may be clamped against the surface of the regulator. sector by means of a nut 153; it is understood that this method of fixing the regulator lever in any adjustment position is intended to illustrate in general any device suitable for obtaining the desired result.
The role of the lever 142 is to start and stop the engine and, with regard to the first operation, it suffices to rotate the lever 142 in the direction of clockwise to produce the opening. required of the throttle or regulator 49.
With the governor lever -146 in an adjusted position such that the spring 108 is loaded to the desired degree, the engine rotates at the desired constant speed under governor control. When it is desired to stop the engine, the lever 142 is moved counterclockwise with respect to fig. 13, which causes the displacement of the throttle or adjustment member 49 to its position of '' shutdown (or zero fuel flow), the
<Desc / Clms Page number 28>
governor piston rod 131 acting as a support point for lever 145.
In fig. I5 there is shown another variant of the regulator mechanism which is also of the constant speed type, but which is established to ensure a drop in speed, so that the isochronous type regulator operates in the same way. of an ordinary mechanical regulator.
A starting and stopping lever 154 is mounted on the outside of the housing 18 at one end of a pivoting arm 155 to which is fixed, inside the housing, an eccentric 156. The part intermediate of a lever 157 is journaled on the eccentric 156, one of the ends of the lever engaging with the upper end of the throttle or adjustment member 49 '; while the other arm of the lever contacts the end of the rod 131 of the regulator piston. The arm of the lever 157 to the right of the shaft 155 (with respect to fig. 15) is provided with a stop 158 on which rests an arm of a gear drop lever 159 which is fixed at an intermediate point on a pivoting shaft 160, the ends of which can be journaled in the housing 18.
The other arm of the lever 159 bears against the cap 109 of the spring.
With this variant, the engine can be started by rotating the lever 154 clockwise to bring it to the position shown in fig.I5; in this way, by means of eccentrics 156, a corresponding pivoting of the lever 157 and a displacement of the throttle member 49 in the opening direction is produced. The motor is stopped by rotating lever 154 in the opposite direction and during this movement the left arm of lever 157 pivots on the fulcrum formed by the upper end of rod 131 of the lever. regulator piston.
<Desc / Clms Page number 29>
The members being in the position shown in the figure, the spring 108 is loaded to move the piston-valve 104 and bring the piston 128 to the upper position shown in fig. 6, when the engine is rotated by means of the starter. When the engine starts and there is no load on it, the counterweights 101 move apart as the speed increases; they move the piston-valve 104 to the upper position and the piston 128 to the lower stop. If the load on the motor increases, the speed decreases and the counterweights 101 pivot inwardly by an amount sufficient to move the valve piston substantially to the position shown in Fig. 6, the piston 129 then rising together with its rod 131.
The foregoing operation results in the lever 157 being pivoted clockwise and the throttle valve 49 being opened again accompanied by the lever 159 being pivoted clockwise. shows due to which there is a reduction in the compression of the spring 108, so that the speed of the governor decreases when the load increases and vice versa.It is important in this organization that the torque exerted by the spring 53 is greater to that exerted by lever 159 and by regulator spring 108 and that sufficient hydraulic pressure acts on regulator piston 128 to overcome the resulting forces of springs 53 and 108.
An arrangement of the kind illustrated in Fig. I5 is particularly desirable for operation with alternators in parallel, since it is thus possible to ensure a better division of the load between the different units. It will be noted in particular that it is possible, with the organization of fig. I5, to obtain an increase in the set speed of the motor with a
<Desc / Clms Page number 30>
increased load. This can be achieved by placing a stop 161 similar to stop 158 on that of the arms of lever 157 which is to the left of arm 155.
Shift lever arm 159 Depressing on stopper 161, it is evident that as the load on the engine increases, the load on governor spring 108 also increases as a result of pivoting lever 159 counterclockwise. 'a watch.
Applicant's improved apparatus allows for the incorporation of a fuel pump and distributor apparatus for a polycylindrical internal combustion engine, any of the various types of isochronous hydraulic trimming controllers described herein and for combining this control in a self-contained compact construction which also includes the metering pump or fuel pump and the distributor mechanism. It is envisioned that sudden movements of the regulator piston 128 can be restrained by the selection of suitable dimensions for the passages 125 and 127 causing some restriction in the flow of fuel along these passages. The construction would then be characterized by a dash-pot effect such that slow movements of the piston would be freely permitted.
Applicants' advanced governor control device is particularly useful in installations where the critical speed or torque of the motor is relatively close to the desired set speed of the motor. This critical speed may be an intermediate speed between the extreme engine speed links, but, due to the delicate and response characteristics of the type of governor proposed here, it is possible to work in the immediate vicinity of the critical engine speed and to on either side of it.