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APPAREIL D'ALIMENTATION EN COMBUSTIBLE POUR MOTEURS A COMBUSTION
INTERNE.
De façon générale, la présente inevntion se rapporte aux appa- reils d'alimentation en combustible pour moteurs à combustion interne et plus particulièrement aux appareils d'alimentation en combustible destinés à un moteur polycylindrique du type Diesel.
L'appareil d'alimentation en combustible pour moteurs à combus- tion interne conforme à la présente invention comprend une pompe à combusti- ble susceptible d'être entraînée par le moteur, des moyens pour amener du combustible au moteur, un conduit reliant ladite pompe aux moyens précités, et un régulateur de pression relié à ce conduit et assurant un accroissement de pression prédéterminé au fur et à mesure que croit la vitesse de la pom- peo
L'appareil d'alimentation en combustible conforme à l'invention peut également comprendre une pompe à combustible que peut faire fonctionner le moteur, des moyens pour amener du combustible au moteur, un conduit reliant ladite pompe auxdits moyens, un régulateur de pression pour contrôler la va- riation de pression du combustible fourni par ladite pompe suivant la varia- tion de vitesse du moteur,
et des moyens contrôlés par régulateur placés dâns ledit conduit pour y réduire le débit de combustible afin de limiter la vi- tesse du moteur.
Ledit appareil peut comprendre en outre, conformément à l'inven- tion, une pompe à combustible que peut faire fonctionner le moteur, un con- duit sortant de cette pompe à combustible, un dispositif actionné par régula- teur relié à ce conduit pour y contrôler le débit de combustible, un conduit de sortie relié à ce dispositif actionné par régulateur pour amener du com- bustible au moteur, et un piston valve unique à commande manuelle débouchant dans les deux conduits pour y interrompre séparément l'écoulement du combus-
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tible.
De façon générale, la présente invention a pour objet un nouvel appareil d'alimentation en combustible destiné à fournir aux divers cylin- dres du moteur, des quantités de combustible mesurées avec précision, cet appareil pouvant être fabriqué à un prix relativement bas grâce à la simpli- cité de sa construction.
Une autre caractéristique importante du nouvel appareil réside dans le fait que, dans toutes les conditions de fonctionnement, le combus- tible fourni au moteur peut être contrôlé de telle manière que la courbe re- présentative du couple produit par le moteur, suive un tracé déterminé à 1' avance.
Le nouvel appareil utilise, en outre, conformément à l'invention, un contrôle automatique assuré par un régulateur asservi afin de limiter la vitesse maximum du moteur et de contrôler le couple du moteur.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le nouvel ap- pareil est logé dans un boîtier compact.
L'appareil d'alimentation en combustible peut, de plus, conformé- ment à l'invention,être muni d'un régulateur centrifuge pour contrôler le débit du combustible amené au moteur et comportant un nouveau dispositif é- lastique s'opposant à l'action du régulateur, ce dispositif élastique se pré- sentant comme un ensemble formant bloc, susceptible d'être monté à côté du régulateur sans être incorporé directement dans l'ensemble du régulateur com- me dans les régulateurs de type usuel.
L'invention a également pour objet un nouveau dispositif de con- trôle manuel pour un appareil d'alimentation en combustible, ce dispositif comportant des moyens permettant le libre déplacement de ce contrôle manuel entre sa position correspondant à la vitesse de marche à vide et celle corres- pondant à la vitesse maximum mais en exigeant qu'on exerce une force supplé- mentaire sur ce dispositif de contrôle manuel quand on le déplace de sa posi- tion correspondant à la marche à vide, vers sa position d'arrêt.
D'autres caractéristiques et avantages de l'appareil conforme à la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après en se référant au dessin annexé, sur lequel;
Les figures 1 à 4 sont des vues schématiques du mode de réalisa- tion de l'appareil d'alimentation en combustible conforme à la présente inven- tion, montrant la position de certains éléments de l'appareil suivant diffé- rentes conceptions de fonctionnement.
La figure 5 est une vue en coupe longitudinale de l'appareil re- présenté schématiquement sur les figures 1 à 4.
La figure 6 est une vue en coupe transversale prise sensiblement par la ligne 6-6 de la figure 50
La figure 7 est une vue en coupe transversale prise sensiblement par la ligne 7-7 de la figure 5.
La figure 8 est une vue en coupe transversale prise sensiblement par la ligne 8-8 de la figure 5.
La figure 9 est une vue partielle en coupe transversale prise sensiblement par la ligne 9-9 de la figure 50
La figure 10 est une vue en coupe partielle prise sensiblement
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par la ligne la-la de la figure 9.
La figure 11 est une autre vue en coupe partielle prise sensible- ment par la ligne 11 de la figure 9.
La figure 12 est une vue partielle en élévation de la face arriè- re de l'appareil, vue du côté droit de ce dernier tel qu'il est représenté à la figure 5.
La figure 13 est une vue en coupe transversale prise par la ligne 13-13 de la figure 5. la figure 14 est sensiblement une vue en bout de l'extrémité gau- che de l'appareil tel qu'on le voit sur la figure 5.
La figure 15 est une vue de l'extrémité droite de l'appareil tel qu'on le voit sur la figure 5.
La figure 16 est un graphique montrant la courbe représentative d'un couple tel que celui obtenu à l'aide d'un moteur contrôlé par 19appa- reil d'alimentation en combustible conforme à l'inventiono
Dans tout système mettant en jeu l'écoulement d'un liquide par un orifice, le débit dépend de trois facteurs, savoir la section de l'orifice, la pression régnantdans l'orifice, et la durée pendant laquelle l'orifice est ouvert.
Le principe ainsi mis en jeu peut être appliqué à un appareil d'alimentation en combustible pour un moteur à combustion interne en vue de régler l'écoule- ment du liquide vers le moteur de telle sorte qu'on fournisse aux divers cy- lindres de ce dernier des quantités de combustible mesurées avec précision.
Dans le cas présent, l'appareil d'alimentation en combustible comprend un ori- fice de dimension constante de telle sorte que, des trois facteurs essentiels déterminant le débit, la section de l'orifice soit une constante. Le facteur temps dépend d'ordinaire de la vitesse du moteur; on ne peut donc pas le faire varier rapidement pour assurer la régulation nécessaire du fonctionnement du moteur.
Par exemple, le facteur temps peut dépendre du temps pendant lequel un orifice pratiqué dans un injecteur de combustible se trouve ouverte et comme l'ouverture de cet orifice est commandé d'ordinaire par des dispositifs à came faisant partie du moteur, la durée pendant laquelle on admet du combustible au moteur est donc en rapport direct avec la vitesse du moteuro
Des trois facteurs susmentionnés,le facteur restant est la près- sion appliquée au combustible pour provoquer son écoulement par l'orifice et, dans le cas présent, cette pression est commandée par un régulateur de pression et une pompe qui assurent conjointement les caractéristiques de pression dési- rées dans toute l'étendue de fonctionnement du moteur.
Ainsien faisant varier de façon convenable les caractéristiques de pression données par le régulateur de pression et la pompe, on peut obtenir pour le moteur une courbe représenta- tive du couple présentant un tracé quelconque désiréo Le régulateur de pression est du type dans lequel on fait passer par un by-pass une partie du combustible sortant de la pompeet la quantité de combustible ainsi dérivée par le by-pass est déterminée par-la pression du combustible fourni par la pompe,les pressions effectives réelles ainsi obtenues telles que le débit du combustible passant par les orifices a la valeur qui convient à la production du couple désiré dans tout le domaine des vitesses de fonctionnement du moteur.
Lappareil d9alimentation conforme à la présente invention est représenté comme comportant des injecteurs de combustible pour les divers cy- lindres d'un moteur polycylindrique et qui sont reliés à un distributeur com- mun,ce dernier étant à son tour relié à une canalisation ou conduit d9alimen- tation en combustible venant de la pompe. Dans les injecteurs de ce type, cha- cun d'eux est muni d9un piston actionné par une came, piston qui ouvre et ferme
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un orifice d'alimentation pratiqué dans l'injecteur en synchronisme . avec le fonctionnement du moteur, déterminant ainsi la durée d'ouverture de cet orifice.
Dans un appareil d'alimentation en combustible du type de celui faisant l'objet de la présente invention, si l'on maintenait le combustible sous pression constante, le fait que la section d'ouverture de l'orifice ré- glant le débit est fixe aurait pour résultat d'augmenter le débit de combus- tible amené au moteur au fur et à mesure que sa vitesse diminue.
On se rend compte de ce fait si l'on considère la conception de l'injecteur de combustible puisque, si la vitesse du moteur augmente, l'orifice d'alimen- tation est ouvert par le piston pendant un temps de plus en plus court au fur et à mesure que la vitesse du moteur augmente et, inversement, le temps d'ouverture de l'orifice d'admission augmente au fur et à mesure que la vi- tesse du moteur diminue. Il en résulte que, pour un réglage d'admission don- né, lorsque la vitesse du moteur tombe par suite d'un accroissement de char- ge, la courbe représentative du couple du moteur s'élèverait par suite de l'augmentation de l'alimentation en combustible. Dans de telles conditions, à pleine ouverture, le couple du moteur dépasserait des limites acceptables, imposant ainsi une surcharge au moteur.
Conformément à la présente invention, on surmonte cette diffi- culté en faisant varier la pression appliquée à l'orifice pour compenser, dans une limite fixée à l'avance, la variation de durée des périodes d'ou- verture des orifices d'admission des injecteurs. Comme mentionné plus haut, cette variation de pression dépend des caractéristiques du régulateur de pression et de la pompe. Dans son mode de réalisation préféré, l'appareil conforme à la présente invention utilise un régulateur entraîné par le mo- teur pour limiter la vitesse maximum du moteur ainsi que, dans la marche à vide, pour màintenir le moteur à une vitesse désirée.
Il est prévu également un papillon commandé à la main pour régler la marche du moteur aux vitesses comprises entre les vitesses de marche è vide et la') vitesse maximum.'
Un mode de réalisation, représenté schématiquement sur les fi- gures 1 à 4 et tel qu'il peut être effectivement réalisé sur les figures sui- vantes, présente une forme telle qu'on peut le monter sur un côté du moteur et, dans le cas présent, il comprend un carter ou boîtier de pompe 20 (fig.
5) susceptible d'être fixé au moteur par des boulons 21. Un boîtier principal 22 est fixé sur un côté du boîtier de pompe 20 et une tête de commande 23 est fixée à son tour sur le boîtier principal. Un réservoir d'alimentation en com- bustible (non représenté) amène le combustible destiné au moteur par une ca- nalisation 24 (fig..8) reliée à un coude 25 fixé dans le boîtier principal 22 et conduisant'à un passage 26 pratiqué dans ce dernier et constituant la con- duite d'admission pour une pompe 27 entraînée par un moteur. Dans le cas pré- sent, la pompe représentée est du type à engrenages mais, bien entendu, on peut utiliser une pompe de tout autre type convenable.
La conduite d'admission 26 débouche dans une chambre d'admission 30 ménagée dans le boîtier principal 22, et le combustible fourni par la pompe 27 pénètre dans une chambre d'évacua- tion 31 prévue également dans le boîtier principal 22. La chambre d'évacuation 31 comporte un passage d'évacuation 32 conduisant à un ajutage 33 (figures 5 et 6) pour évacuer le combustible venant de la pompe 27 dans un réservoir à flotteur 34 fixé à la partie inférieure du boîtier principal 22.
Comme on désire maintenir à un niveau prédéterminé le combustible se trouvant dans le réservoir à flotteur 34, ce dernier comporte une vanne 35 contrôlée par flotteur pour interrompre l'écoulement du combustible four- ni par la pompe 27 lorsque le combustible atteint ce niveau prédéterminé.
Lorsque la valve 35 est fermée, un conduit de décharge 36 commandé par une soupape de réduction de pression 37 permet au combustible sortant de la pompe 27 de retourner, par un. passage 40 (figures 6 et 8), à la chambre d'ad- mission 30 de la pompe 27.
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Dans l'exemple représenté, les moyens adoptés pour fournir au moteur du combustible sous pression comprenant une seconde pompe 41 (figu- res 5 et 7) représentée ici par une pompe à engrenages montée dans le boîtier de pompe 20 adjacente à la première pompe 27 et disposée sur le même axe que cette dernière. Les deux pompes sont séparées par une plaque 42 interposée entre le boîtier de pompe 20 et le boîtier principal 22 et bloquée entre ces boîtiers. La pompe 41 reçoit du combustible du réservoir à flotteur 34 par une conduite d'admission 43 ménagée dans ce flotteur ainsi que dans le boî- tier principal 22. La conduite d'admission conduit à une chambre d'admission 44, ménagée dans le boîtier de pompe 20, et la pompe 41 débite le combusti- ble dans une chambre d'évacuation 45, également ménagée dans le boîtier de pompe 20.
De la chambre d'évacuation 45, le combustible s'écoule par un pas- sage ou conduit 46 ménagé dans le boîtier principal 22 pour gagner les dis- positifs de contrôle et passer de là au moteur. On peut régler la pression du combustible à l'aide d'un régulateur 1 de pression, désigné de façon géné- rale par 50 (fig. 5 et 6), monté dans le boîtier principal 22 et réglant 1' écoulement du combustible venant du passage 46 et passant par le conduit de by-pass 51 qui renvoie le combustible ainsi dérivé à la chambre d'admission 44 de la seconde pompe 41.
Le dispositif de réglage destiné à régler l'écoulement du com- bustible par le passage 46 est monté dans la tête du réglage 23 et comprend de façon générale un obturateur 52 commandé à la main (fig.5 et 9), un plon- geur 53 actionné par régulateur, et une valve de fermeture 54. Après être passé par cette dernière, le combustible s'écoule par un passage ménagé dans la tête de commande 23, et prévu de façon à pouvoir être raccordé avec une canalisation 55 indiquée seulement dans les vues schématiques des fig. 1 à 4.
La canalisation 55 est branchée sur un distributeur commun 56, sur lequel sont branchés plusieurs injecteurs de combustible, désignés de façon géné- rale par 57, chacun d'eux étant monté respectivement dans chacun des cylin- dres du moteur.
Les injecteurs sont d'un type bien connu et, comme représenté ici sur le dessin annexé, comprennent une chambre 60 recevant le combusti- ble et dans laquelle est monté un piston plongeur 61 prévu de façon à obli- ger, dans sa course descendante à l'intérieur de la chambre, le combusti- ble à en sortir par des ouvertures appropriées pour passer à l'intérieur du sommet du cylindre. Le combustible en provenance du distributeur commun 56 est introduit dans la chambre 60 par une ouverture 62 qui, dans l'exemple représenté, constitue un orifice de section invariable. Le piston 61 peut ouvrir et fermer, par son déplacement, l'orifice 62, ce déplacement étant provoqué par un mécanisme à came entraîné par le moteur et faisant partie de ce dernier.
Ainsi, la durée d'ouverture de l'orifice 62 diminue au fur et à mesure que la vitesse du moteur augmente ou, en s'exprimant d'une maniè- re inverse,augmente au fur et à mesure que la vitesse du moteur décroît.
On voit de ce qui précède que la dimension de l'orifice reste constante, mais que sa durée d'ouverture varie en raison inverse de la vi- tesse du moteur. Par conséquent, si la pression exercée par le combustible sur l'orifice 62 était constante, la quantité de combustible passant par 1' orifice durant chaque ouverture augmenterait si la vitesse du moteur dimi- nuait. En conséquence, si l'obturateur commandé à la main 52 se trouvait ouvert en grand pour assurer l'afflux maximum de combustible au moteur, et si dans ces conditions on appliquait au moteur un supplément de charge ten- dant à diminuer sa vitesse alors au maximum, l'augmentation de la durée d' ouverture de l'orifice 62 aurait pour résultat d'accroître l'afflux de com- bustible vers chaque cylindre et la courbe du couple fourni par le moteur s'élèverait.
A pleine admission, une telle augmentation serait exagérée et il en résulterait une surcharge pour le moteur.
Pour, dans la mesure désirée, compenser un tel état de choses,
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afin d'obtenir un couple convenableon fait varier la pression du combus- tible appliquée à l'orifice 62 pour réaliser une augmentation de pression prédéterminée au fur et à mesure qu'augmente la vitesse de la pompe,de ma- nière à fournir à chaque cylindre et pour chaque course du piston corres- pondant la quantité désirée de combustible.
On réalise cette régulation de la pression du combustible par le régulateur de pression 50, compte tenu des caractéristiques de la pompe 510 Dans l'ex- emple choisi ici, le régulateur de pression 50 est conçu de telle manière que pour une augmentation de la pression de sortie créée par la pompe 51, on accroît la quantité de combustible dérivée par le régulateur 50, le ré- gulateur étant ainsi asservi à la pression régnant dans le passage ou con- duit de combustible 46. A cet effet, le régulateur de pression 50 comprend 'on organe allongé 63 ayant une partie en forme de cuvette (figo6) coulis- sant dans un trou 64 foré dans le boîtier principal 22.
A côté de l'extré- mité libre de l'organe 63, l'alésage 64 comporte une partie telle que 65, de plus grand diamètre, et le passage ou conduit de combustible 46 débou- che dans la partie élargie 65 de manière à permettre au combustible de s'y écouler. Au voisinage de son extrémité libre, l'organe 63 présente une série de perforations radiales 66 permettant au combustible de passer de la par- tie agrandie 65 à l'intérieur de cet organe 63.
L'extrémité de l'organe 63, qui est fermée, coopère avec un res- sort 67 logé dans une chambre 68 située à l'extrémité gauche de l'alésage 64 et qui tend à maintenir l'organe 63 dans la position représentée sur la figure 6. Toutefois, au fur et à mesure que la pression du combustible ame- né par le conduit ou passage 46 s'élève, l'organe 63 se trouve poussé vers la gauche, comme on le voit sur la figure 6, à rencontre de la pression exer- cée par le ressort 67.
La paroi de l'organe 63 est, au voisinage de l'extré- mité fermée de ce dernier, traversée d'une série de petites perforations 70 qui, dans l'exemple actuel, sont disposées en spirale, de telle sorte que, lorsque l'organe 63 est poussé vers la gauche, une partie du combustible peut s'écouler par les perforations 70 lorsque, celles-ci dans leur déplacement, ont dépassé l'extrémité de gauche de la partie médiane de l'alésage 64. Quand la pression exercée par le combustible dans le passage 46 s'élève, l'organe 63 se déplace plus loin encore vers la gauche et, par suite de la disposition en spirale des perforations 70, un nombre de plus en plus grand de ces per- forations se trouve progressivement découvertes afin d'augmenter le débit du combustible passant par cette voie.
Le combustible ainsi dérivé par les perforations 70 retourne, par le passage 51, au côté admission de la pompe 410
On voit de ce qui précède que, si l'on règle convenablement la dimension des perforations 70 et leur arrangement, on peut régler comme on le désire la pression régnant dans le passage d'alimentation principal 46 de telle sorte que, pour une vitesse donnée quelconque du moteur, la pres- sion régnant dans le passage ou conduit d'alimentation 46 a une valeur pré- déterminée. Comme c'est cette pression qu'on applique éventuellement à l'ori- fice 62 de section invariable dans les'injecteurs, la quantité de combustible fournie au moteur à chaque course de chacun de ses pistons peut donc être dé- terminée et on peut de la sorte obtenir un couple désiré quelconque.
Si l'on considère que les conditions ci-dessus décrites qui sont réalisées lorsque le moteur fonctionne à pleins gaz et qu'une alimentation de la char- ge imposée au moteur provoque une réduction de la vitesse de ce dernier, on constate que la régulation de pression que permet un tracé convenable du ré- gulateur de pression 50 permet de compenser dans toute l'étendue désirée 1' incidence de la durée plus longue d'ouverture de l'orifice 620
Ainsi qu'il a été mentionné plus haut, le combustible se trouvant dans le conduit d'alimentation principal 46 est conduit à l'obturateur 52 commandé à la main qui, dans l'exemple actuel, comprend un élément de soupape
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rotatif 70 (figo 5,9, 10 et Il).
L'élément de soupape ou piston-valve 70 est monté dans un trou 71 foré dans la tête de commande 23 et placé sur le trajet d'un passage 72 assurant la communication avec le conduit d'alimen- tation 46. Le piston-valve 70, quand il se présente suivant son plein dia- mètre, interrompt l'écoulement du combustible par le passage 72, mais cet organe comporte une rainure 73 occupant seulement une partie de sa périphé- rie, de telle sorte que, si, par un mouvement de rotation, on amène le pis- ton valve 70 dans une position appropriée,, du combustible peut s'écouler dans le passage 72 en passant par la rainure 73, comme on le voit clairement sur la figure 10.
Le passage 72 communique avec un passage radial 74 (fig. 5) pré- vu dans un manchon 75 monté dans la tête de commande 23. Le manchon 75 re- çoit le piston 53 commandé par régulateur. Ce piston comporte dans sa par- tie médiane une partie réduite 76 qui, associée à l'alésage du manchon 75-., constitue à l'intérieur du manchon 75 un espace annulaire longitudinal dans lequel s'écoule le combustible provenant du passage 72. Il est prévu également un passage 77 traversant radialement le manchon 75 et communiquant avec l'es- pace annulaire du manchon 75, communiquant ainsi avec le passage 72.
Le pas- sage radial 77 prévu dans le manchon 75 assure la communication avec un pas- sage 80 formé dans la tête de commande 23 et rencontrant l'alésage 71, dans lequel se trouve placé le piston-valve 70, ainsi qu'il est représenté clai- rement sur les figures 5,9 et 11. Le passage 80 est relié au distributeur commun 56 conduisant au moteur par l'intermédiaire de la canalisation 550
On utilise également le piston-valve 70 comme valve d'arrêt pour arrêter l'écoulement du combustible dans le passage 80, ce qui permet d'in- terrompre à volonté tout écoulement de combustible vers le moteur.
A cet ef- fet, le piston-valve 70 comporte une seconde rainure 81 intéressant une par- tie seulement de la périphérie de ce piston-valve; cette rainure permet l'é- coulement du combustible par le passage 80 quand on fait tourner le piston- valve 70 de manière appropriée, et elle ferme cet écoulement à travers le passage 80 quand la partie pleine du piston-valve 70 est placée à l'inser- section du passage 80 et de l'alésage 71.
En plaçant à la fois l'obturateur 52 commandé à la main et la val- ve d'arrêt 54 dans le même piston-valve 70, la construction se trouve simpli- fiée et l'interdépendance de fonctionnement des deux organes se trouve ainsi réalisée.
C'est ainsi que la rainure périphérique 81 constituant la valve d'arrêt 54 permet de faire tourner le piston-valve 70 pour ouvrir le passage 80 quand on doit mettre le moteur en marche. On peut placer la rainure périphérique 73 dans une position telle que le passage 72 reste fermé jusqu'à ce qu'on ait placé l'obturateur dans la position correspondant à la vitesse de marche au ralenti mentionnée plus haut, de-telle sorte que l'écoulement de combus- tible correspondant au fonctionnement du moteur au ralenti peut avoir lieu par d'autres passages qui sont décrits plus loin.
Si l'on continue à faire tourner le piston-valve 70 après avoir dépassé la position correspondant à la vitesse de marche au ralenti, on ouvre le passage 72 à l'écoulement du com- bustible et on peut régler la quantité de combustible traversant ce passage en agissant sur la profondeur de la rainure 73, la profondeur de cette der- nière diminuant progressivement à une de ses extrémités, comme indiqué en 82 (figo10), de telle sorte qu'on peut ainsi faire varier à la main le débit du combustible passant par le passage 72. Quand on fait tourner le piston- valve 70 de manière à le placer dans la position correspondant à la vitesse maximum, on dispose de toute la profondeur résultant de la partie 73 pour l'écoulement du combustible par le passage 72.
Dans le mouvement de rotation de l'organe 70 de la position d'arrêt vers la position de vitesse maximum, la rainure 81 permet l'écoulement du combustible au moteur par le passage 800
Pour le fonctionnement en marche à vide, il est prévu un passage
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de by-pass 83 dans la tête de commande 23, passage qui réunit le passage d'alimentation principal 46 à un passage radial 84 ménagé dans le manchon 75 supportant le piston 53 commandé par régulateur. Le passage radial 84 dé- bouche dans l'alésage du manchon 75 et communique avec l'espace annulaire formé par la partie réduite 76 prévue sur le piston de commande 53, lorsque le moteur fonctionne au ralenti.
L'espace annulaire est de longueur suffi- sante pour relier les trois passages 84, 74 et 77 avec le passage principal 74 situé entre les deux autreso Le combustible peut ainsi s'écouler par le passage de by-pass 83,le passage radial 84 et l'espace annulaire inclus dans le manchon 75, au passage 77 par lequel le combustible est amené au mo- teuro Le passage 83 constitue un by=pass court-circuitant 1-'obturateur com- mandé à la main 52; ce passage ne rencontre donc pas l'alésage 71 qui reçoit l'organe 70. Par conséquent, le combustible peut s'écouler par le passage de by-pass 83 quand l'obturateur 52 se trouve fermé. Quand l'obturateur 52 est ouverte le piston de commande 53 ferme le passage de by-pass 83.
Le piston de commande 53 logé dans le manchon 75 peut être ac- tionné par un régulateur 85 (fig.5) qui., dans l'exemple représenté, est de type centrifuge. Le régulateur comprend deux jeux de masses de dimension- différente, les grandes masses étant désignées par 86 et les petites par 870 Sur la figure 5, la masse 86 est représentée comme faisant face à la masse 87.
Il ne s'agit toutefois ici que d9un artifice de dessin, car en réalité les deux masses 86 sont diamétralement opposées l'une à l'autre et les deux mas- ses 87 sont également opposées l'une à l'autre, mais disposées à 90 des mas- ses 86. Les deux jeux de masses pivotent, en 90, sur une tête 91 susceptible de tourner et entraînée par le moteur. Les masses comportent des brins 92 dirigés vers l'intérieur et coopérant avec un collier 93 dans lequel est fi- xée l'extrémité voisine du piston de commande 530 Le piston de commande 53 traverse le manchon 75 en dépassant la tête de com- mande 23 et$ à son extrémité extérieure, il porte un écrou de poussée 94.
Sur ce dernier prend appui une extrémité en fourche 95 d'un levier oscillant 96 pivotant en 97 sur la face terminale adjacente de la tête de commande 230
L'extrémité opposée du levier oscillant 96 peut coopérer avec des moyens élastiques se présentant comme un ensemble formant bloc monté dans la tête de commande 23. Le levier 96 porte un élément de poussée réglable 100 fixé à l'extrémité du levier,par deux écrous de blocage 101, et prenant ap- pui contre une tête 102 formée à l'extrémité d'un élément de poussée 103 cons- tituant une partie de l'ensemble élastique formant bloc pour supposer à 1' action centrifuge du régulateur 85.
La butée 103 se visse dans un piston 104 coulissant dans un manchon 105o L'extrémité intérieure de la butée 103 compor- te une partie de diamètre réduit telle que 106 et supporte un siège de res- sort 107 contre lequel prend appui un ressort 110 de faible puissance, ce der- nier étant logé à l'intérieur du manchon 105 et prenant appui à son extrémi- téopposée contre un épaulement 111 prévu dans ce manchon.
Le ressort 110 s' oppose ainsi au déplacement vers l'intérieur de la butée 103 et, par suite de la présence du levier oscillant 96, il s'oppose au déplacement vers la droite du piston de commande 53 sous l'action des masses centrifugeso Les deux jeux de masses 86, 87 sont conçus de telle sorte que, lorsqu'elles se déplacent vers l'extérieur sous l'action de la force centrifuge exercée pen- dant la marche à videle piston de commande 53 se déplace suffisamment vers la droite pour comprimer dans une certaine mesure le ressort 110, logé dans 1' ensemble élastique formant bloc.
Les grosses masses 86 sont munies de doigts 112 qui coopèrent avec la tête rotative 91 du régulateur pour empêcher les masses 86 de con- tinuer leur mouvement vers l'extérieur quand la vitesse du moteur dépasse lé- gèrement la valeur correspondant à la marche à vide. Au moment où les doigts 112 montés sur les grandes masses 86 viennent coopérer avec la tête rotati- ve 91, la butée 103 de l'ensemble élastique formant bloc a déplacé le piston 104 vers l'intérieur suffisamment pour qu'un rebord 113 prévu sur le piston 104 vienne coopérer avec l'extrémité adjacente du manchon 105. Le manchon 105 peut coulisser dans un boîtier cylindrique 114 de l'ensemble élastique formant
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bloc et un second-ressort plus fort 115 s'oppose au déplacement du manchon 105.
Ainsi, lorsque la vitesse dépasse légèrement celle correspondant à là marche à vide, les grandes masses 86 sont limitées dans leur mouvement cen- trifuge et le piston 104 est limité dans son déplacement par rapport au man- chon 105.
Pendant que le régulateur fonctionne de la manière ainsi décri- te., le piston de commande 53 se déplace vers la droite et, au moment où les grandes masses 86 sont limitées dans leur mouvement centrifuge, la partie ré- duite 76 du piston de commande 53 s'est déplacée suffisamment vers la droite pour que le piston ferme le passage radial 84 relié au by-pass 83.L'extré- mité de la partie réduite 76 du piston 53 située à côté du passage radial 84 présente une partie conique, telle que 116, de telle sorte qu'au cours du déplacement du piston qui amène ce dernier dans la position pour laquelle il ferme complètement le passage radial 84, 1-'écoulement par ce passage se trouve progressivement réduit du fait de la présence de la partie conique 116. Ainsi., quand le moteur est en fonctionnement,
le combustible peut s' écouler par le passage de by-pass 83 et le passage radial 84 pour amener du combustible au moteur pendant la marche à vide. Toutefois, si le moteur a tendance à accroître sa vitesse au-delà de cette vitesse correspondant à la marche à vide,le piston de commande 53 se déplace vers la droite sous l'ac- tion des masses centrifuges, afin de réduire progressivement et finalement interrompre l'écoulement du combustible.. par le passage radial 84. Pendant cette période, seul le transport 110 de l'ensemble élastique formant bloc se trouve comprimé par suite du déplacement des masses centrifuges.
Si la vi- tesse du moteur a tendance à tomber au-dessous de la vitesse de ralenti dé- sirée les masses se déplacent vers l'intérieur et le piston de commande 53 se déplace vers la gauche pour augmenter l'écoulement de combustible par le passage radial 84, ce déplacement du piston de commande 53 étant obtenu par le ressort 110 agissant par l'intermédiaire du levier oscillant 96.
On utilise également le régulateur 85 pour limiter la vitesse maximum du moteur en agissant sur le piston de commande 53.Dans ce cas, les grandes masses 86 n'entrent pas en jeu car les doigts 112 les empêchent de se déplacer vers l'extérieur lorsque le moteur fonctionne à une vitesse légèrement supérieure à celle correspondant à la marche à vide. Pour limiter la vitesse maximum, on utilise seulement les petites masses 87.
Lorsque le moteur s'approche' de la vitesse maximum, le déplacement centrifuge des peti- tes masses 87 amène.,, par l'intermédiaire du piston de commande 53 et du le- vier oscillant 96, le rebord 113 du piston 104 à coopérer avec l'extrémité adjacente du manchon 105 en obligeant le manchon à se déplacer vers la gau- che, comme on le voit sur la figure 5, à l'encontre de Inaction exercée par le ressort plus puissant 115, le ressort plus faible.110 se trouvant compri- mé à ce moment.
En se déplagant de cette manière, les petites masses 87 dé- placent le piston de commande 53 vers la droite, et, comme la partie conique 116 de la partie réduite 76 de ce piston vient en correspondance avec l'ou- verture radiale 74, 1?écoulement de combustible par le passage 72 se trouve de ce fait réduit et éventuellement interrompu lorsque la piston de commande 53 se présentant par son plein diamètre ferme le passage radial 74. L'appa- reil est conçu de telle manière que ceci se produit à une vitesse qu'on dé- sire être la vitesse maximum du moteur.
Lorsque la vitesse, du moteur tombe au-dessous du maximum, le ressort plus puissant 115, par l'intermédiaire du levier oscillant 96, déplace le piston de commande 53 vers la gauche pour permettre le plein écoulement du combus- tible par le passage 72.
Le support sur lequel pivote le levier oscillant 96 affecte la forme d'une équerre 116 fixée sur la face terminale de la tête de commande 23 dans la région située entre l'ensemble élastique formant bloc et le pis- ton de commande 53. Afin de protéger l'extrémité du piston de commande 53, le levier oscillant 96 et¯les pièces constituant l'ensemble élastique formant
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bloc, on fixe rigidement un couvercle 117 sur la tête de commande 23..
Dans la plupart des régulateurs du type exposé ici, le disposi- tif élastique qui s'oppose au mouvement centrifuge des masses centrifuges fait partie intégrante du régulateur lui-même. Dans le cas présent, si le dispositif élastique était disposé de cette manière cela obligerait à al- -longer l'ensemble de l'appareil d'une façon inappropriée, puisque ce ré- gulateur devrait être placé entre les masses centrifuges et le manchon 75 dans lequel le piston de commande 53 est animé d'un mouvement alternatif.
En réalisant le dispositif élastique de manière à ce qu'il se présente com- me un ensemble formant bloc et en le reliant au régulateur par un levier tel que le levier oscillant 96, on peut placer le dispositif sur un des côtés du piston de commande 53, $ ,et de façon générale parallèlement à ce dernier, ce qui permet de raccourcir l'ensemble de l'appareil d'alimentation, et par- ticulièrement le boîtier extérieur. Egalement en réalisant le dispositif sous la forme d'un bloc comme représenté ici, on facilite'le montage de 1' appareil puisque le bloc élastique lui-même peut être facilement assemblé indépendamment du régulateur.
Dans le cas présent., le bloc élastique est monté dans la tête de commande et se trouve simplement maintenu dans cette dernière par un rebord 118 pré- vu sur le logement-114 .et coopérant avec la tête de commande 23.
Comme déjà mentionné ici.,, la pompe 27 et la pompe 41 ainsi que le régulateur 85 sont entraînés par le moteur.
A cet effet;, il est prévu un seul arbre d'entraînement 120 (fig.5) qui tra- verse le boîtier de pompe 20 et pénètre dans le boîtier principal 22. A son extrémité extérieure.,, l'arbre d'entraînement 120 comporte un organe d'accou- plement 121 susceptible d'être relié au moteur et d'être entrainé par lui.
L'arbre 120 tourillonne dans un palier 122 prévu dans le boîtier de pompe 20, tandis que la partie intérieure de l'arbre présente une liaison d'entraînement avec une portion de l'arbre tubulaire 123, dans lequel elle pénètre, cette partie tubulaire 123 formant corps avec la tête 91 du régulateur portant les masses centrifuges.La partie d'arbre tubulaire 123 tourillonne dans.un palier
124 prévu dans le boîtier principal 22.La partie d'arbre tubulaire 123 pénè- tre dans le boîtier de pompe 20 et porte l'un des engrenages *de chacune des pompes à engrenages 27 et 41. Les autres engrenages des deux pompes sont mon- tés sur un bout d'arbre 125 qui tourillonne à une de ses extrémités dans le boîtier de pompe 20 et à son autre extrémité dans le boîtier principal 22.
L'arbre d'entraînement 120 se trouve ainsi dans le prolongement du piston de commande 53.
On assure la commande manuelle du piston-valve rotatif 70, com- prenant la valve d'arrêt 54 et la valve d'admission 52 au moyen d'un levier
130 (fig.15) monté sur une extrémité du piston valve 70 à l'extérieur de la tête de commande 23. Comme on peut déplacer le piston valve 70 d'une position d'arrêt à une position correspondant à la vitesse maximum en passant par une position correspondant à la vitesse de marche à vide il est désirable que ces trois positions soient indiquées au conducteur pour les divers modes d' action réalisés par l'intermédiaire du levier 130.
A cet effet, un dispositif est prévu pour limiter le déplacement du piston- valve 70 au domaine compris entre sa position d'arrêt et sa position corres- pondant à la vitesse maximum ainsi que pour indiquer au cours-de ce dépla- cement, le point correspondant à la position de marche à vide.
De plus il est désirable que le piston-valve 70 'soit disposé de telle manière qu'on puisse le déplacer facilement entre la position de marche a vide et la posi- tion correspondant à la vitesse maximum.9 c'est-à-dire dans la gamme de fonc- tionnement du moteur, et d'imposer au conducteur du moteur une manoeuvre de caractère différent quand il désire amener le piston-valve 70 dans sa posi- tion d'arrêt. de telle sorte qu'il ne puisse pas., par inadvertance dépla- cer le piston-valve 70 dans une position inférieure à celle qui correspond à la marche à vide lorsqu'il désire maintenir le moteur en fonctionnement.
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Dans le cas présent, un dispositif est prévu pour commander de cette manière l'action du piston-valve 70 et, comme représenté sur les figu- res 12 et 15, ce dispositif comprend un levier 131, monté de préférence sur le piston-valve 70 à l'extrémité opposée au levier 130. Le levier 131 com- porte sur son extrémité libre un axe 132 susceptible de coopérer avec un or- gane de détente 133 qui pivote, comme indiqué en 134, sur la tête de comman- de 23. Le mécanisme de détente 133 comporte une surface incurvée 135 en for- me d'arc, susceptible de coopérer avec l'axe 132.
Afin de déterminer la posi- tion correspondant à la vitesse maximum pour le levier 131, on a prévu un é- paulement 136 sur le mécanisme 133 à une extrémité de la surface incurvée 135 de telle sorte que l'axe 132 coopère avec l'épaulement 136 quand le levier a été amené à occuper la position correspondant à la vitesse maximum. Pour fixer la position correspondant à la vitesse de marche à vide, la surface in- curvée 135 comporte à son extrémité opposée un épaulement 137 pour lui per- mettre de coopérer avec l'axe 1320 Ainsi, le levier 131 peut se déplacer li- brement entre les positions déterminées par les épaulements 136 et 137.
Alors que 1-'épaulement 136, qui détermine la position de vitesse maximum, empêche d'une manière absolue tout mouvement du levier 131 au-delà de ce point, de telle sorte que le moteur ne peut jamais être réglé pour dé- passer la vitesse maximum prédéterminée, l'épaulement 137 est conformé de telle sorte qu'on peut déplacer le levier 131 pour l'amener à une position d'arrêt. A cet effet, l'épaulement 137 constitue en fait une surface de came, de telle sorte qu'en exerçant sur le levier 130 un effort supplémentaire, 1' axe 132 fait basculer le mécanisme de détente 133 sur son pivot 134, de telle sorte que cet axe 132 puisse se déplacer au-delà de l'épaulement 137 dans ce sens.
Pour s'opposer à ce mouvement de pivotement du mécanisme de détente 133 sauf lorsqu'on exerce une force supplémentaire sur le levier 130, on fixe un ressort hélicoïdal 140 à l'extrémité libre du mécanisme de détente 133 et on le maintient en place à l'aide d'un support 141 monté sur la tête de commande 23. Le ressort 140 s'oppose ainsi au mouvement de basculement du mécanisme de détente 133 mais permet ce mouvement lorsqu'on pousse l'axe 132 contre 1' épaulement 137 en écartant ce dernier d'un mouvement de came. Quand l'axe 132 s'est trouvé déplacé au-delà de l'épaulement 137, il coopère avec une seconde surface courte, arquée 142 à l'extrémité de laquelle est prévue une encoche 143 qui constitue la position d'arrêt.
Lorsque l'axe 132 est logé dans l'encoche 143, le ressort 140 maintient le mécanisme de détente contre l'axe et tend ainsi à maintenir le levier 131 dans la position d'arrêt.
Avec l'appareil d'alimentation en combustible tel qu'il vient d' être décrit, le contrôle de la pression obtenue par le régulateur de pression 50 fournit un moyen grâce auquel on peut obtenir pour le moteur n'importe quel couple désiré. C'est ainsi que, lorsque la vitesse du moteur diminue par sui- te d'un accroissement de la charge, au lieu que la quantité de combustible fournie au moteur se trouve augmentée du fait de la durée d'ouverture plus lon- gue de l'orifice contrôlant le débita cette condition se trouve compensée dans toute l'étendue désirée par le contrôle ainsi réalisé de la pression.
On peut par exemple avec cet appareil obtenir une courbe représentative du couple, courbe telle que représentée en traits pleins sur le graphique de la figure 16 ou bien, on peut, si on le désire, réduire le couple du moteur, comme in- diqué par les lignes en traits interrompus de la figure 16, quand le moteur fonctionne à des vitesses plus basseso Comme il s'agit seulement ici d'un exem- ple de courbe représentative du couple qui peut être obtenu, il est évident qu'on peut obtenir une courbe représentative du couple présentant n'importe quel tracé désiré, en réalisant de manière appropriée le régulateur de pres- sion 50, afin d'obtenir une pression déterminée aux diverses vitesses du mo- teur dans toute l'étendue des vitesses de ce dernier;,
REVENDICATIONS.
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FUEL SUPPLY UNIT FOR COMBUSTION ENGINES
INTERNAL.
In general, the present invention relates to fuel supply devices for internal combustion engines and more particularly to fuel supply devices intended for a multi-cylinder engine of the Diesel type.
The fuel supply apparatus for internal combustion engines according to the present invention comprises a fuel pump capable of being driven by the engine, means for supplying fuel to the engine, a duct connecting said pump. to the aforementioned means, and a pressure regulator connected to this duct and ensuring a predetermined pressure increase as the speed of the pump increases.
The fuel supply apparatus according to the invention can also comprise a fuel pump which can be operated by the engine, means for supplying fuel to the engine, a duct connecting said pump to said means, a pressure regulator for controlling the pressure variation of the fuel supplied by said pump according to the engine speed variation,
and regulator-controlled means placed in said conduit for reducing fuel flow therein to limit engine speed.
Said apparatus may further comprise, in accordance with the invention, a fuel pump which can be operated by the engine, a conduit exiting from this fuel pump, a device actuated by a regulator connected to this conduit for therein. control the fuel flow, an outlet duct connected to this device actuated by a regulator to supply fuel to the engine, and a single manually operated piston valve opening into the two ducts to separately interrupt the flow of the fuel therein.
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tible.
In general, the object of the present invention is a novel fuel supply apparatus intended to supply the various cylinders of the engine with precisely measured quantities of fuel, this apparatus being able to be manufactured at a relatively low cost by virtue of the simplicity of its construction.
Another important feature of the new device is that, under all operating conditions, the fuel supplied to the engine can be controlled in such a way that the representative curve of the torque produced by the engine follows a predetermined path. in advance.
The new device also uses, in accordance with the invention, automatic control provided by a servo-controlled regulator in order to limit the maximum speed of the engine and to control the torque of the engine.
According to another characteristic of the invention, the new device is housed in a compact housing.
The fuel supply apparatus may further, according to the invention, be provided with a centrifugal regulator to control the flow of fuel supplied to the engine and comprising a new elastic device opposing the flow. The action of the regulator, this elastic device being presented as a unit forming a block, capable of being mounted next to the regulator without being incorporated directly into the regulator assembly as in regulators of the usual type.
The subject of the invention is also a novel manual control device for a fuel supply appliance, this device comprising means allowing the free movement of this manual control between its position corresponding to the idling speed and that corresponding to the maximum speed but requiring that an additional force be exerted on this manual control device when it is moved from its position corresponding to idling, to its stop position.
Other characteristics and advantages of the apparatus according to the present invention will emerge from the description given below with reference to the appended drawing, in which;
Figures 1 to 4 are schematic views of the embodiment of the fuel supply apparatus according to the present invention, showing the position of certain elements of the apparatus according to different operational designs.
Figure 5 is a longitudinal sectional view of the apparatus shown schematically in Figures 1 to 4.
Figure 6 is a cross-sectional view taken substantially along line 6-6 of Figure 50
Figure 7 is a cross-sectional view taken substantially along line 7-7 of Figure 5.
Figure 8 is a cross-sectional view taken substantially along line 8-8 of Figure 5.
Figure 9 is a partial cross-sectional view taken substantially along line 9-9 of Figure 50
Figure 10 is a partial sectional view taken substantially
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by line la-la in figure 9.
Figure 11 is another partial sectional view taken substantially along line 11 of Figure 9.
FIG. 12 is a partial elevational view of the rear face of the apparatus, seen from the right side of the latter as shown in FIG. 5.
Figure 13 is a cross-sectional view taken along line 13-13 of Figure 5. Figure 14 is substantially an end view of the left end of the apparatus as seen in Figure 5.
Figure 15 is a view of the right end of the apparatus as seen in Figure 5.
FIG. 16 is a graph showing the representative curve of a torque such as that obtained with the aid of an engine controlled by the fuel supply apparatus according to the invention.
In any system involving the flow of a liquid through an orifice, the flow rate depends on three factors, namely the section of the orifice, the pressure prevailing in the orifice, and the length of time during which the orifice is open.
The principle thus brought into play can be applied to a fuel supply apparatus for an internal combustion engine in order to regulate the flow of liquid to the engine so that the various cylinders are supplied with pressure. the latter accurately measured quantities of fuel.
In the present case, the fuel supply apparatus comprises an orifice of constant size such that, of the three essential factors determining the flow rate, the orifice section is a constant. The time factor usually depends on the engine speed; it cannot therefore be varied rapidly to ensure the necessary regulation of the operation of the engine.
For example, the time factor may depend on how long an orifice in a fuel injector is open and since the opening of this orifice is usually controlled by cam devices forming part of the engine, the length of time that we admit fuel to the engine is therefore directly related to the engine speed
Of the three factors mentioned above, the remaining factor is the pressure applied to the fuel to cause it to flow through the orifice, and in this case this pressure is controlled by a pressure regulator and a pump which together provide the pressure characteristics. desired throughout the engine operating range.
In this way, by suitably varying the pressure characteristics given by the pressure regulator and the pump, a curve representative of the torque can be obtained for the motor, showing any desired pattern o The pressure regulator is of the type in which by a bypass part of the fuel leaving the pump and the quantity of fuel thus diverted by the bypass is determined by the pressure of the fuel supplied by the pump, the actual effective pressures thus obtained such as the flow rate of the fuel passing through the orifices has the value which is suitable for producing the desired torque throughout the range of engine operating speeds.
The feed apparatus according to the present invention is shown as comprising fuel injectors for the various cylinders of a multi-cylinder engine and which are connected to a common distributor, the latter in turn being connected to a pipeline or feed line. - fuel supply from the pump. In injectors of this type, each of them is provided with a piston actuated by a cam, piston which opens and closes.
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a supply orifice made in the injector in synchronism. with the operation of the engine, thus determining the duration of the opening of this orifice.
In a fuel supply apparatus of the type which is the object of the present invention, if the fuel is kept under constant pressure, the fact that the opening section of the orifice regulating the flow rate is fixed would result in an increase in the fuel flow to the engine as its speed decreases.
This can be seen from the design of the fuel injector since, as the engine speed increases, the feed port is opened by the piston for an increasingly shorter time. as the engine speed increases and, conversely, the opening time of the inlet port increases as the engine speed decreases. As a result, for a given intake setting, when the engine speed falls due to an increase in load, the representative engine torque curve would rise as a result of the increase in l. fuel supply. Under such conditions, when fully opened, the motor torque would exceed acceptable limits, thus imposing an overload on the motor.
In accordance with the present invention, this difficulty is overcome by varying the pressure applied to the orifice to compensate, within a limit fixed in advance, for the variation in duration of the periods of opening of the inlet orifices. injectors. As mentioned above, this pressure variation depends on the characteristics of the pressure regulator and the pump. In its preferred embodiment, the apparatus according to the present invention uses a motor driven regulator to limit the maximum speed of the motor as well as, in no-load operation, to keep the motor at a desired speed.
A hand-operated throttle valve is also provided to regulate the running of the engine at speeds between the no-load speeds and the ') maximum speed.'
An embodiment, shown schematically in Figures 1 to 4 and as it may actually be embodied in the following figures, has a shape such that it can be mounted on one side of the engine and, in the case of In this case, it comprises a casing or pump housing 20 (fig.
5) capable of being fixed to the motor by bolts 21. A main housing 22 is fixed to one side of the pump housing 20 and a control head 23 is in turn fixed to the main housing. A fuel supply tank (not shown) supplies the fuel intended for the engine through a pipe 24 (fig. 8) connected to an elbow 25 fixed in the main housing 22 and leading to a passage 26 made. in the latter and constituting the inlet duct for a pump 27 driven by an engine. In the present case, the pump shown is of the gear type but, of course, any other suitable type pump can be used.
The intake pipe 26 opens into an intake chamber 30 provided in the main housing 22, and the fuel supplied by the pump 27 enters an exhaust chamber 31 also provided in the main housing 22. The fuel chamber The discharge 31 has a discharge passage 32 leading to a nozzle 33 (Figures 5 and 6) for discharging the fuel coming from the pump 27 into a float tank 34 fixed to the lower part of the main housing 22.
Since it is desired to maintain the fuel in the float tank 34 at a predetermined level, the latter comprises a valve 35 controlled by a float to stop the flow of fuel supplied by the pump 27 when the fuel reaches this predetermined level.
When the valve 35 is closed, a discharge conduit 36 controlled by a pressure reducing valve 37 allows fuel exiting the pump 27 to return, by one. passage 40 (Figures 6 and 8), to the inlet chamber 30 of pump 27.
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In the example shown, the means adopted for supplying the engine with pressurized fuel comprising a second pump 41 (Figures 5 and 7) represented here by a gear pump mounted in the pump housing 20 adjacent to the first pump 27 and arranged on the same axis as the latter. The two pumps are separated by a plate 42 interposed between the pump housing 20 and the main housing 22 and blocked between these housings. The pump 41 receives fuel from the float tank 34 via an intake pipe 43 formed in this float as well as in the main housing 22. The intake pipe leads to an intake chamber 44 formed in the housing. pump 20, and pump 41 delivers the fuel into an evacuation chamber 45, also provided in pump housing 20.
From the discharge chamber 45, the fuel flows through a passage or conduit 46 formed in the main housing 22 to reach the control devices and pass from there to the engine. The fuel pressure can be adjusted by means of a pressure regulator 1, generally designated 50 (Figs. 5 and 6), mounted in the main housing 22 and regulating the flow of fuel from the fuel. passage 46 and passing through the bypass duct 51 which returns the fuel thus derived to the inlet chamber 44 of the second pump 41.
The regulating device for regulating the flow of fuel through passage 46 is mounted in the head of regulator 23 and generally comprises a shutter 52 controlled by hand (fig. 5 and 9), a plunger. 53 actuated by a regulator, and a shut-off valve 54. After passing through the latter, the fuel flows through a passage formed in the control head 23, and provided so as to be able to be connected with a pipe 55 indicated only in the schematic views of FIGS. 1 to 4.
Line 55 is connected to a common distributor 56, to which are connected several fuel injectors, generally designated by 57, each of them being respectively mounted in each of the cylinders of the engine.
The injectors are of a well-known type and, as shown here in the accompanying drawing, comprise a chamber 60 receiving the fuel and in which is mounted a plunger 61 provided so as to obliquely, in its downward stroke at inside the chamber, the fuel will exit through suitable openings to pass inside the top of the cylinder. The fuel coming from the common distributor 56 is introduced into the chamber 60 through an opening 62 which, in the example shown, constitutes an orifice of invariable section. The piston 61 can open and close, by its movement, the orifice 62, this movement being caused by a cam mechanism driven by the motor and forming part of the latter.
Thus, the duration of opening of the orifice 62 decreases as the speed of the motor increases or, in reverse, increases as the speed of the motor decreases. .
It can be seen from the foregoing that the size of the orifice remains constant, but that its duration of opening varies inversely with the speed of the motor. Therefore, if the pressure exerted by the fuel on the orifice 62 were constant, the amount of fuel passing through the orifice during each opening would increase if the engine speed decreased. Consequently, if the hand-operated shutter 52 were to be fully opened to ensure the maximum flow of fuel to the engine, and if under these conditions an additional load was applied to the engine tending to decrease its speed then at At a maximum, increasing the open time of orifice 62 would result in increasing the flow of fuel to each cylinder and the curve of the torque supplied by the engine would rise.
At full intake, such an increase would be exaggerated and result in an overload on the engine.
To compensate for such a state of affairs to the desired extent,
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in order to obtain a suitable torque the pressure of the fuel applied to the orifice 62 is varied to achieve a predetermined pressure increase as the pump speed increases, so as to provide each cylinder and for each stroke of the corresponding piston the desired quantity of fuel.
This regulation of the fuel pressure is carried out by the pressure regulator 50, taking into account the characteristics of the pump 510 In the example chosen here, the pressure regulator 50 is designed in such a way that for an increase in pressure output created by the pump 51, the quantity of fuel diverted by the regulator 50 is increased, the regulator thus being slaved to the pressure prevailing in the fuel passage or pipe 46. For this purpose, the pressure regulator 50 comprises an elongate member 63 having a cup-shaped portion (Figo6) sliding in a hole 64 drilled in the main housing 22.
Next to the free end of the member 63, the bore 64 comprises a part such as 65, of greater diameter, and the passage or fuel duct 46 opens into the widened part 65 so as to allow fuel to flow into it. In the vicinity of its free end, the member 63 has a series of radial perforations 66 allowing the fuel to pass from the enlarged part 65 inside this member 63.
The end of the member 63, which is closed, cooperates with a spring 67 housed in a chamber 68 located at the left end of the bore 64 and which tends to maintain the member 63 in the position shown in FIG. 6. However, as the pressure of the fuel supplied by the duct or passage 46 rises, the member 63 is pushed to the left, as seen in FIG. 6, to encounter of the pressure exerted by the spring 67.
The wall of the member 63 is, in the vicinity of the closed end of the latter, traversed by a series of small perforations 70 which, in the current example, are arranged in a spiral, so that, when the member 63 is pushed to the left, part of the fuel can flow through the perforations 70 when, in their movement, the latter have passed the left end of the middle part of the bore 64. When the the pressure exerted by the fuel in the passage 46 rises, the member 63 moves still further to the left and, as a result of the spiral arrangement of the perforations 70, an increasing number of these perforations is gradually discovered in order to increase the flow of fuel passing through this route.
The fuel thus diverted through the perforations 70 returns, through the passage 51, to the inlet side of the pump 410
It can be seen from the above that, if the size of the perforations 70 and their arrangement are suitably adjusted, the pressure in the main feed passage 46 can be adjusted as desired so that, for a given speed of the motor, the pressure prevailing in the supply passage or duct 46 has a predetermined value. As it is this pressure that may be applied to the orifice 62 of invariable section in the injectors, the quantity of fuel supplied to the engine at each stroke of each of its pistons can therefore be determined and it is possible to thereby obtaining any desired torque.
If we consider that the conditions described above which are realized when the engine is operating at full throttle and when a supply of the load imposed on the engine causes a reduction in the speed of the latter, it can be seen that the regulation of pressure which a suitable layout of the pressure regulator 50 allows for the effect of the longer opening time of the orifice 620 to be compensated over the desired range.
As mentioned above, the fuel in the main supply line 46 is led to the manually operated shutter 52 which, in the current example, includes a valve element.
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rotary 70 (figo 5,9, 10 and Il).
The valve element or piston-valve 70 is mounted in a hole 71 drilled in the control head 23 and placed in the path of a passage 72 ensuring communication with the supply duct 46. The piston-valve 70, when it is present at its full diameter, interrupts the flow of fuel through passage 72, but this member has a groove 73 occupying only part of its periphery, so that, if, by a rotational movement, the valve piston 70 is brought into a suitable position, fuel can flow into the passage 72 through the groove 73, as clearly seen in Figure 10.
The passage 72 communicates with a radial passage 74 (Fig. 5) provided in a sleeve 75 mounted in the control head 23. The sleeve 75 receives the piston 53 controlled by the regulator. This piston comprises in its middle part a reduced part 76 which, associated with the bore of the sleeve 75-., Constitutes inside the sleeve 75 a longitudinal annular space in which the fuel from the passage 72 flows. A passage 77 is also provided which passes radially through the sleeve 75 and communicates with the annular space of the sleeve 75, thus communicating with the passage 72.
The radial passage 77 provided in the sleeve 75 communicates with a passage 80 formed in the control head 23 and meeting the bore 71, in which the piston-valve 70 is located, as is. shown clearly in FIGS. 5, 9 and 11. The passage 80 is connected to the common distributor 56 leading to the motor by the intermediary of the pipe 550
The piston-valve 70 is also used as a shut-off valve to stop the flow of fuel in the passage 80, thereby making it possible to stop any flow of fuel to the engine at will.
To this end, the piston-valve 70 comprises a second groove 81 affecting only part of the periphery of this piston-valve; this groove allows fuel to flow through passage 80 when the valve piston 70 is properly rotated, and it closes off this flow through passage 80 when the solid portion of valve piston 70 is placed in the middle. 'insert section of passage 80 and bore 71.
By placing both the shutter 52 controlled by hand and the stop valve 54 in the same piston-valve 70, the construction is simplified and the operational interdependence of the two members is thus achieved. .
Thus the peripheral groove 81 constituting the stop valve 54 allows the piston-valve 70 to be rotated to open the passage 80 when the engine has to be started. The peripheral groove 73 can be placed in such a position that the passage 72 remains closed until the shutter has been placed in the position corresponding to the idling speed mentioned above, so that the Fuel flow corresponding to idling engine operation may take place through other passages which are described later.
If the piston-valve 70 is continued to rotate after having passed the position corresponding to the idling speed, the passage 72 is opened to the flow of fuel and the quantity of fuel passing through this can be adjusted. passage by acting on the depth of the groove 73, the depth of the latter gradually decreasing at one of its ends, as indicated at 82 (figo10), so that the flow rate of the channel can thus be varied by hand. fuel passing through passage 72. When the piston-valve 70 is rotated so as to place it in the position corresponding to the maximum speed, all the depth resulting from part 73 is available for the fuel to flow through the passage. 72.
In the rotational movement of the member 70 from the stop position to the maximum speed position, the groove 81 allows the fuel to flow to the engine through the passage 800
For idle operation, a passage is provided
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bypass 83 in the control head 23, passage which joins the main supply passage 46 to a radial passage 84 formed in the sleeve 75 supporting the piston 53 controlled by the regulator. The radial passage 84 opens into the bore of the sleeve 75 and communicates with the annular space formed by the reduced part 76 provided on the control piston 53, when the engine is operating at idle speed.
The annular space is of sufficient length to connect the three passages 84, 74 and 77 with the main passage 74 located between the other two o The fuel can thus flow through the bypass passage 83, the radial passage 84 and the annular space included in the sleeve 75, at the passage 77 through which the fuel is supplied to the engine. The passage 83 constitutes a bypass bypassing the hand-controlled shutter 52; this passage therefore does not meet the bore 71 which receives the member 70. Consequently, the fuel can flow through the bypass passage 83 when the shutter 52 is closed. When the shutter 52 is open, the control piston 53 closes the bypass passage 83.
The control piston 53 housed in the sleeve 75 can be actuated by a regulator 85 (FIG. 5) which, in the example shown, is of the centrifugal type. The regulator includes two sets of different dimension masses, the large masses being designated 86 and the small ones 870 In Figure 5, mass 86 is shown facing mass 87.
However, this is only a drawing device here, because in reality the two masses 86 are diametrically opposed to each other and the two masses 87 are also opposite to each other, but arranged at 90 to the masses 86. The two sets of masses pivot, at 90, on a head 91 capable of rotating and driven by the motor. The masses comprise strands 92 directed inwards and cooperating with a collar 93 in which is fixed the end adjacent to the control piston 530. The control piston 53 passes through the sleeve 75, going beyond the control head 23. and $ at its outer end, it carries a thrust nut 94.
On the latter is supported a forked end 95 of an oscillating lever 96 pivoting at 97 on the adjacent end face of the control head 230
The opposite end of the oscillating lever 96 can cooperate with resilient means in the form of a block assembly mounted in the control head 23. The lever 96 carries an adjustable thrust element 100 fixed to the end of the lever by two nuts. blocking 101, and resting against a head 102 formed at the end of a thrust element 103 constituting a part of the elastic block assembly to assume the centrifugal action of the regulator 85.
The stopper 103 is screwed into a piston 104 sliding in a 105o sleeve. The inner end of the stopper 103 has a portion of reduced diameter such as 106 and supports a spring seat 107 against which bears a spring 110 of low power, the latter being housed inside the sleeve 105 and bearing at its opposite end against a shoulder 111 provided in this sleeve.
The spring 110 thus opposes the inward movement of the stop 103 and, due to the presence of the oscillating lever 96, it opposes the movement to the right of the control piston 53 under the action of the centrifugal masses. The two sets of masses 86, 87 are designed so that, when they move outwards under the action of the centrifugal force exerted during empty running, the control piston 53 moves sufficiently to the right. to compress to a certain extent the spring 110, housed in the elastic block assembly.
The large masses 86 are provided with fingers 112 which cooperate with the rotary head 91 of the regulator to prevent the masses 86 from continuing their outward movement when the engine speed slightly exceeds the value corresponding to idling. . At the moment when the fingers 112 mounted on the large masses 86 come to cooperate with the rotary head 91, the stop 103 of the elastic block assembly has moved the piston 104 inwards sufficiently so that a flange 113 provided on it. the piston 104 comes to cooperate with the adjacent end of the sleeve 105. The sleeve 105 can slide in a cylindrical housing 114 of the elastic assembly forming
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block and a stronger second-spring 115 opposes the movement of the sleeve 105.
Thus, when the speed slightly exceeds that corresponding to idling, the large masses 86 are limited in their centrifugal movement and the piston 104 is limited in its movement with respect to the sleeve 105.
While the governor is operating in the manner thus described, the control piston 53 moves to the right, and as the large masses 86 are limited in their centrifugal motion, the reduced portion 76 of the control piston 53 has moved sufficiently to the right so that the piston closes the radial passage 84 connected to the bypass 83. The end of the reduced part 76 of the piston 53 located next to the radial passage 84 has a conical part, such as 116, so that during the movement of the piston which brings the latter into the position for which it completely closes the radial passage 84, the flow through this passage is progressively reduced due to the presence of the conical portion 116. Thus., when the engine is running,
fuel can flow through bypass passage 83 and radial passage 84 to supply fuel to the engine during idling. However, if the engine tends to increase its speed beyond this speed corresponding to idling, the control piston 53 moves to the right under the action of the centrifugal masses, in order to gradually and finally reduce interrupting the flow of fuel through the radial passage 84. During this period, only the transport 110 of the elastic block assembly is compressed due to the displacement of the centrifugal masses.
If the engine speed tends to drop below the desired idle speed the masses move inward and the control piston 53 moves to the left to increase fuel flow through the engine. radial passage 84, this movement of the control piston 53 being obtained by the spring 110 acting through the oscillating lever 96.
The regulator 85 is also used to limit the maximum speed of the engine by acting on the control piston 53. In this case, the large masses 86 do not come into play because the fingers 112 prevent them from moving outwards when the motor operates at a speed slightly higher than that corresponding to idling. To limit the maximum speed, only the small masses 87 are used.
As the engine approaches maximum speed, the centrifugal displacement of the small masses 87 causes, through the control piston 53 and the swing lever 96, the flange 113 of the piston 104 to cooperate. with the adjacent end of the sleeve 105 by forcing the sleeve to move to the left, as seen in Figure 5, against the Inaction exerted by the stronger spring 115, the weaker spring. 110 being compressed at this time.
By moving in this way, the small masses 87 move the control piston 53 to the right, and as the conical portion 116 of the reduced portion 76 of this piston comes into correspondence with the radial opening 74, The flow of fuel through passage 72 is thereby reduced and possibly interrupted when the full diameter control piston 53 closes radial passage 74. The apparatus is designed such that this occurs. at a speed that we want to be the maximum speed of the motor.
When the engine speed drops below the maximum, the stronger spring 115, via the rocker lever 96, moves the control piston 53 to the left to allow the full flow of fuel through passage 72. .
The support on which the swing lever 96 pivots takes the form of a bracket 116 fixed to the end face of the control head 23 in the region between the elastic block assembly and the control piston 53. In order to protect the end of the control piston 53, the oscillating lever 96 and ¯ the parts constituting the elastic assembly forming
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block, a cover 117 is rigidly fixed on the control head 23 ..
In most regulators of the type discussed herein, the resilient device which opposes the centrifugal movement of the centrifugal masses is an integral part of the regulator itself. In the present case, if the elastic device were arranged in this way it would oblige to lengthen the whole of the apparatus in an inappropriate way, since this regulator would have to be placed between the centrifugal masses and the sleeve 75 in which the control piston 53 is driven by a reciprocating movement.
By making the resilient device so that it looks like a block assembly and connecting it to the regulator by a lever such as the swing lever 96, the device can be placed on one side of the control piston. 53, $, and generally in parallel with the latter, which makes it possible to shorten the whole of the supply apparatus, and in particular the outer casing. Also by making the device in the form of a block as shown here, the assembly of the device is facilitated since the elastic block itself can be easily assembled independently of the regulator.
In the present case, the elastic block is mounted in the control head and is simply held in the latter by a flange 118 provided on the housing 114 and cooperating with the control head 23.
As already mentioned here, the pump 27 and the pump 41 as well as the regulator 85 are driven by the motor.
For this purpose, there is provided a single drive shaft 120 (fig.5) which passes through the pump housing 20 and enters the main housing 22. At its outer end. ,, the drive shaft 120 comprises a coupling member 121 capable of being connected to the motor and of being driven by it.
The shaft 120 is journaled in a bearing 122 provided in the pump housing 20, while the inner part of the shaft has a drive connection with a portion of the tubular shaft 123, into which it enters, this tubular part 123 forming a body with the head 91 of the regulator carrying the centrifugal masses. The tubular shaft part 123 is journaled in a bearing
124 provided in the main housing 22. The tubular shaft portion 123 enters the pump housing 20 and carries one of the gears * of each of the gear pumps 27 and 41. The other gears of the two pumps are my - Tees on a shaft end 125 which journals at one of its ends in the pump housing 20 and at its other end in the main housing 22.
The drive shaft 120 is thus located in the extension of the control piston 53.
The rotary piston-valve 70 is manually controlled, comprising the stop valve 54 and the inlet valve 52 by means of a lever.
130 (fig.15) mounted on one end of the valve piston 70 outside the control head 23. Since the valve piston 70 can be moved from a stop position to a position corresponding to the maximum speed by passing by a position corresponding to the idling speed, it is desirable that these three positions be indicated to the driver for the various modes of action carried out by means of the lever 130.
To this end, a device is provided to limit the movement of the piston-valve 70 to the area between its stop position and its position corresponding to the maximum speed as well as to indicate during this movement, the point corresponding to the idling position.
In addition, it is desirable that the piston-valve 70 'be so arranged that it can be easily moved between the no-load position and the position corresponding to the maximum speed. in the range of operation of the engine, and to impose on the operator of the engine a maneuver of a different character when he wishes to bring the piston-valve 70 into its stop position. so that he cannot inadvertently move the piston-valve 70 to a position lower than that corresponding to idling when he wishes to keep the engine running.
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In the present case, a device is provided for controlling in this way the action of the piston-valve 70 and, as shown in Figures 12 and 15, this device comprises a lever 131, preferably mounted on the piston-valve. 70 at the end opposite to the lever 130. The lever 131 comprises on its free end a pin 132 capable of cooperating with a detent member 133 which pivots, as indicated at 134, on the control head 23. The trigger mechanism 133 comprises a curved surface 135 in the form of an arc, capable of co-operating with the axis 132.
In order to determine the position corresponding to the maximum speed for the lever 131, a shoulder 136 has been provided on the mechanism 133 at one end of the curved surface 135 so that the pin 132 cooperates with the shoulder. 136 when the lever has been brought to occupy the position corresponding to the maximum speed. To fix the position corresponding to the idling speed, the curved surface 135 has at its opposite end a shoulder 137 to allow it to cooperate with the axis 1320 Thus, the lever 131 can move freely. between the positions determined by the shoulders 136 and 137.
While the shoulder 136, which determines the position of maximum speed, absolutely prevents any movement of the lever 131 beyond this point, so that the motor can never be set to exceed the speed. predetermined maximum speed, the shoulder 137 is shaped so that the lever 131 can be moved to bring it to a stop position. To this end, the shoulder 137 in fact constitutes a cam surface, such that by exerting an additional force on the lever 130, the pin 132 causes the trigger mechanism 133 to tilt on its pivot 134, so that this axis 132 can move beyond the shoulder 137 in this direction.
To oppose this pivoting movement of the trigger mechanism 133 except when an additional force is exerted on the lever 130, a coil spring 140 is attached to the free end of the trigger mechanism 133 and is held in place. using a support 141 mounted on the control head 23. The spring 140 thus opposes the tilting movement of the trigger mechanism 133 but allows this movement when the pin 132 is pushed against the shoulder 137 in separating the latter with a cam movement. When the axis 132 has been displaced beyond the shoulder 137, it cooperates with a second short, arcuate surface 142 at the end of which is provided a notch 143 which constitutes the stop position.
When the pin 132 is housed in the notch 143, the spring 140 holds the detent mechanism against the pin and thus tends to keep the lever 131 in the stop position.
With the fuel supply apparatus as just described, the control of the pressure obtained by the pressure regulator 50 provides a means by which any desired torque can be obtained for the engine. Thus, when the engine speed decreases as a result of an increase in the load, instead of the quantity of fuel supplied to the engine being increased due to the longer opening time of the engine. the orifice controlling the flow rate this condition is compensated over the entire desired extent by the pressure control thus achieved.
With this device, for example, it is possible to obtain a curve representative of the torque, such curve as represented in solid lines on the graph of FIG. 16 or else, if desired, it is possible to reduce the torque of the motor, as indicated by the dashed lines in figure 16, when the motor is operating at lower speeds o As this is only an example of a curve representative of the torque that can be obtained, it is obvious that we can obtain a curve representative of the torque having any desired plot, suitably making the pressure regulator 50, in order to obtain a pressure determined at the various speeds of the engine over the whole range of the speeds of the latter ;,
CLAIMS.
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