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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX SYSTEMES DINJECTION DE COMBUSTIBLE,
POUR MOTEURS9 A COMBUSTION INTERNE.
L'invention est relative aux systèmes d'injection de combusti- ble sans air, pour moteurs à combustion interne réversibles, fonctionnant suivant le cycle Diesel ou semi-Diesel (par exemple des moteurs marins du type à pistons opposés et cycle à deux temps),, et elle a pour objet de prévoir un système d'alimentation de combustible évitant la nécessité de cames d'inversion et autres dispositifs ou command d'inversion spéciaux.
'L'invention est basée sur les faits: que si le débit mesuré d'une pompe à combustible est emmagasiné sous pression (c'est-à-dire dans un accumulateur hydraulique) il peut être injecté dans les cylindres du moteur par la pression d'emmagasinement, par ouverture d'une valve de dé- charge au moment-, ou juste avant la fin de la course de compression du moteur;
que la fin de l'injection peut être déterminée par l'épuisement du combustible emmagasiné (c'est-à-dire être indépendante de la, fermetu- re de la valve dès lors que la valve est ouverte pendant une période suf- fisante pour que l'injection soit effective) et que.,, par conséquent l'ou- verture de la valve peut être produite par une came,, excentrique ou un au- tre organe tournant avec le moteur et établi pour ouvrir la valve au mo- ment voulu pour chaque sens de rotation sans tenir compte du temps ou mo- ment de fermeture, sous la condition limitative que la valve doit rester ouverte suffisamment longtemps pour que l'injection puisse être achevée.
L'invention prévoit, dans un moteur réversible du genre pré- cités un système d'injection de combustible sans air comprenant une pom- pe à combustible, débitant pour chaque course d'allumage la quantité con- venable de combustible, un accumulateur hydraulique pour emmagasiner sous pression le débit de la pompe destiné à être injecté dans le cylindre du moteurune valve de décharge contrôlant la sortie de l'accumulateur vers
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le cylindre du moteur, et un excentrique, manivelle ou une came ou l'équi- valent pour actionner, directement ou indirectement la valve et suscepti- ble de rotation en relation de temps avec le moteur, ainsi que conformé et placé par rapport au moteur et à la valve, de manière telle que la valve soit ouverte à, ou peu avant la fin de la course de compression du moteur pour chaque sens de rotation du moteur,
et reste ouverte au moins aussi longtemps qu'il est nécessaire pour assurer l'injection du combustible.
Dans une disposition préférée de l'invention, l'excentrique, ca- me ou l'équivalent est, lorsque le moteur se trouve à la fin de la course de compression, et par rapport à la valve, pratiquement symétrique, tout au moins dans l'étendue des parties déterminant l'ouverture de la valve, de manière que la valve soit ouverte avec sensiblement le même réglage par rapport au moteur pour chaque sens de rotation de ce moteur.
La pompe peut être du type à mouvement alternatif et la valve susdite constitue la valve de décharge de la pompe.'
De préférence la valve est constituée par une lumière, recou- verte et découverte par le piston-plongeur de la pompe.
Quelques dispositions spécifiques de systèmes d'injection de combustible réalisées dans des moteurs conformes à l'invention seront dé- crites ci-après à titre d'exemples en référence aux dessins annexés sur les- quels
Fig. 1 représente une coupe transversale pratiquée dans une unité de pompe à combustible;
Figo 2 est une vue de côté, partie en coupe, de l'unité repré- sentée fig. 1, montrant la valve de décharge;
Fig. 3 représente une coupe pratiquée dans une seconde disposi- tion d'unité de pompe à combustible, et montrant la valve de décharge;
Fig. 4 représente une coupe pratiquée dans une troisième dis- position d'unité de pompe à combustible, et montrant la valve de décharge; et
Fige 5 représente une coupe pratiquée dans une quatrième dis- position d'unité.de pompe à combustible.
Dans chacun de ces exemples, le moteur fonctionne suivant le cycle Diesel deux temps complet et comporte trois cylindres actifs.
@ Le moteur est du type à pistons opposés, réversible et desti- né aux applications marines. Le moteur a, pour chaque cylindre, une unité de pompe à combustible. Ces unités sont toutes, dans chaque moteur, action- nées à pârtir d'un arbre 1, commun à tous les cylindres et entraîné par le moteur à la vitesse de celui-ci.
Dans chaque moteur, toutes les unités de pompe sont de même construction et les descriptions qui suivent se rapportant à une seule des unités com- prises dans chaque moteur.
Dans la première unité,,, représentée aux figures 1 et 2, le piston-plongeur de pompe 2 est commandé par l'excentrique 3,monté sur 1' arbre 1,et à côté de l'excentrique 3 est disposé un excentrique 4 actionnant une valve 5 par l'intermédiaire du levier 6 et du poussoir 7. La valve 5 est la valve d'entrée de la pompe et contrôle également la quantité pompée de combustible. Le levier 6 est articulé sur un excentrique 8 d'un arbre 9 et le poussoir 7 comporte des écrous de réglage 10. De l'autre côté de 1' excentrique 3 est disposée une came 12 actionnant la valve de décharge 13 par le levier 14 et le poussoir 15. Le levier 14 est également monté sur un excentrique 16 de l'arbre 9, et le poussoir 15 est également pourvu d'écrous de réglage 16.
La pompe est pourvue d'une chambre d'accumulateur 18 et d'un piston-plongeur d'accumulateur 19. La chambre d'accumulateur 18 est remplie par pompage d'huile jusqù'à une pression élevée (c'est-à-dire la pression minimum d'injection) par des moyens extérieurs. La chambre est maintenue
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pleine ou pratiquement pleine d'huile.
Le fonctionnement de la pompe est comme suit: Lorsque l'excen- trique 3 est entraîné en rotation par le moteur, le piston-plongeur de pom- pe 2 exécute sa course ascendante pendant la course de compression du mo- teur et du combustible est ramené du cylindre de pompe, à l'alimentation de combustible,par l'entrée et la valve 5 de contrôle de la quantité.
Lors- que la valve 5 peut se fermer par rotation de l'excentrique 4 et déplacement du levier 6 et du poussoir 7, le combustible à injecter dans le cylindre du moteur est emprisonné dans l'espace 21 entre les deux pistons-plongeurs et la continuation du mouvement ascendant du piston-plongeur 2 soulève le plon- geur d'accumulateur 19 à l'encontre de la pression régnant dans la chambre 18,. Au temps correct du cycle moteurla came 12 soulève la valve réglée 13 par l'action du levier 14 et du poussoir 15, et l'injection dans le cy- lindre moteur du combustible de l'espace 21 se produit alors par descente du plongeur d'accumulateur 19 sous l'action de la pression dans la chambre d' accumulateur 18.
La rotation poursuivie de l'excentrique 3 détermine la course descendante du piston-plongeur 2, et du combustible est aspiré dans la chambre de pompe par la valve 5, et très peu de temps après le commence- ment de cette course descendante du piston-plongeur 2, la valve 13 est ra- menée en position de fermeture par la came 12.
La rotation de l'arbre 9 règle le point d'articulation du le- vier 6 dans une direction transversale au déplacement du levier, et a pour effet de faire varier la durée de l'ouverture de la valve 5 pendant la cour- se ascendante du piston-plongeur 2, et par suite de faire varier la quanti- té de combustible emprisonnée dans la chambre 18 et ultérieurement injectée dans le cylindre du moteur. La même rotation de l'arbre 9 fait également va- rier le moment d'ouverture de la valve 13 et par suite règle l'instant du commencement de l'injection de combustible dans.le cylindre du moteur d'une manière en relation avec la quantité de combustible injecté.
Cette relation est un facteur important dans un moteur marin où il est désirable de retar- der le commencement de l'injection pendant la marche au ralenti, c'est-à- dire lorsqu'une petite quantité de combustible est injectée.
Le réglage initial des diverses pompes pour injecter la même quantité de combustible dans chaque cylindres s'obtient par réglage des écrous 10 des poussoirs 7 contrôlant la durée de 1' ouverture des valves 5. D'une manière analogue,, le réglage du commencement de l'injection de combustible dans chacun des divers cylindres s'obtient par ajustement des écrous 16 des pompes individuelles pour régler le moment de l'ouverture des valves de décharge ou distributrices 13. Les excentriques 3 et 4 et la came 12 sont réglés dans le temps de façon telle que les fins des courses des organes actionnes coïncident avec les fins des courses des pistons du mo- teur. En outre, les cames et les excentriques sont symétriques par rapport à leurs points haut et bas.
Par conséquent la pompe distribuera la même quantité de combustible pour une position quelconque donnée de l'arbre 9 et donnera le même temps pour le commencement de l'injection sans égard au sens de rotation du moteur,et il est par suite inutile de prévoir une commande d'inversion de la pompe pour obtenir la marche avant ou arrière du moteur.
Si on le désire, la chambre de pression 18, de l'exemple ci- dessus peut être remplacée par des ressorts agissant sur le sommet du pis- ton-plongeur d'accumulateur 19. Alternativement, une chambre de plus gran- de section droite peut être utiliséeet une pression d'air employée pour repousser le piston-plongeur vers l'intérieur. Dans cet agencement, le piston-plongeur comportera une tête élargie formant un joint de glissement étanche avec la chambre.
L'unité représentée fige 3 est une modification de celle qui vient d'être décrite. Le piston-plongeur d'accumulateur est omis et une val- ve de-retenue de distribution 30 est ajoutée.
En outre., la sortie de pompe vers la valve de décharge 13, s'
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effectue par la valve 30, la chambre 18, le conduit 32 et la chambre 33.
Dans cet exemple, le combustible débité par la pompe, après fermeture de la valve de contrôle de la quantité, est emmagasiné sous pression dans la chambre 18 et le conduit 32 jusqu'au moment où la valve 13 s'ouvre, mo- ment auquel commence la distribution à l'ajutage d'injection 34.
Si on le désire, toutes les unités établies comme représen- té fig. 39 d'un moteur,peuvent être reliées ensemble par un conduit 35 et à une pompe commune de mise en charge, pour charger initialement les chambres 18.
La fig. 4 montre un agencement modifié de l'unité représen- tée figo3. Dans cette disposition la sortie de pompe est conduite par 40 à l'entrée de la valve d'injection de combustible 41.
Un conduit 42 part du sommet de la valve 13 et mène à un dispositif de secours ou sûreté de la valve d'injection 41, cette valve étant du type à char- ge hydraulique et contrôlé, et constituant dans le présent exemple, la valve de décharge. Un conduit 43 part de la sortie de la valve 13 vers un réservoir de drainage ou vers l'entrée de pompe. Lorsqu'il existe une pression de com- bustible de la pompe sur le côté supérieur de la valve 13, cette pression agit par le conduit 42 pour maintenir fermée la valve d'injection, mais lorsque la valve 13 est soulevée, la pression dans le conduit 42, et par suite sur la face supérieure de la valve d'injection, est libérée,et la pression de la chambre 18, agissant par le conduit 40, sur la face infé- rieure de la valve d'injection, détermine le soulèvement de cette valve et l'injection.
Par conséquent, l'ouverture mécanique de la valve 13 contrôle l'ouverture de la valve de décharge ou d'injection 41, et le commencement de l'injec- tion.
Des modifications peuvent être apportées dans les détails de construction décrits dans les exemples ci-dessus. Par exemple au lieu de l'excentrique 3 et le dispositif excentrique associé, on peut utiliser une came et un galet, en association avec un ressort de rappel, pour ac- tionner le piston-plongeur de pompe 2, et l'excentrique 4 peut être rempla- cé par une came. En outre, un excentrique peut remplacer la came 12.
La figure 5 montre une autre disposition d'unité qui, en rai- son de sa simplicité, doit être préférée pour beaucoup d'applications.
Dans l'unité. les valves contrôlant la quantité et les temps d'injection sont constituées par des lumières de la paroi du cylindre, en association avec le-piston-plongeur de pompe.
Le piston-plongeur de pompe 50 est animé d'un mouvement alter- natif dans un cylindre 51, par un excentrique 52 de l'arbre 1 et une biel- le de liaison 53. Le piston-plongeur comporte un évidement 54 délimité d'un côté par un gradin en hélice 55; le gradin coopère avec une lumière 56 de la paroi du cylindre pour constituer la valve de contrôle d'entrée et de quantité. La lumière 56 communique avec un conduit menant à une alimentation en huile combustible. Le piston-plongeur 50 peut être amené en rotation à 1' aide d'une crémaillère 58 engageant des dents de pignon 59 entaillées dans l'extrémité inférieure du piston-plongeur.
Le déplacement de la crémaillère détermine le point, dans le mouvement ascendant du piston-plongeur 50,où le gradin 55 ferme la lumière 56, et par suite, la quantité de combustible emprisonnée dans l'espace 60 lorsque la lumière est fermée, ceci représen- tant le combustible pompé. Au dessus de l'espace 60 est monté un piston- plongeur supérieur 61 qui fonctionne d'une manière analogue au piston-plon- geur 19 de la figure 1. Un ressort 62 applique une pression additionnelle sur le piston-plongeur 61.
Le piston-plongeur 50 comporte un passage axial 65 menant à une gorge ou rainure circonférentielle 66, coopérant avec une lumière menant à une connexion avec la valve d'injection du cylindre.
En fonctionnement de la pompe, du combustible est aspiré dans son cylindre par la lumière 56 pendant le mouvement descendant du pis-
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ton-plongeur 50. Pendant la première partie du mouvement ascendant du piston-plongeur (c'est-à-dire jusqu'au moment où le gradin 55 ferme la lumière 56) une portion du combustible est retournée à l'alimentation.
La continuation du mouvement ascendant provoque le soulèvement du piston- plongeur 61, jusqu'au moment où la lumière 67 est découverte;, moment au- quel le piston-plongeur 61 descend rapidement et refoule la quantité me- surée de combustible emprisonnée entre les deux pistons-plongeurs vers 1' ajutage d'injection.
La gorge ou rainure 66 et la lumière 67 sont inclinées en hélice s'enroulant autour du piston-plongeur 50, de manière que lors de la rotation du piston-plongeur pour fournir une plus grande quantité de combustible,-le dégagement de la lumière 67 et l'injection de combus- tible se produisent plus toto Inversement lorsque le piston-plongeur est amené en rotation pour pomper moins de combustible;, avec une réduction résultante de la vitesse du moteur,le moment de l'ouverture de la pom- pe est retardé.
Comme dans les exemples précédents., l'excentrique 52 est mon- té sur l'arbre 1 dans une position telle que le piston-plongeur 50 attei- gne la limite supérieure de son déplacement simultanément à la fin de la course de compression dans le cylindre du moteur. Par conséquente le com- mencement de la décharge ou distribution de la pompe (c'est-à-dire lorsque la lumière 67 est découverte) sera le même, par rapport au moteur, pour les deux sens de rotation de ce moteur. La vitesse de distribution du com- bustible est déterminée par la vitesse à laquelle la pression fluide dans la chambre 69, et le ressort 62, entraînent le plongeur 61 vers le bas, cette vitesse étant la même pour les deux sens de rotation. La fin de 1' injection se produit lorsque le collier 70 vient reposer sur le sommet du cylindre 51, et est indépendante du sens de rotation.
Le point auquel la lumière 56 est recouverte, et par suite la quantité de combustible pompée, est le même pour chaque sens de rotation. Conformément la pompe, comme dans les exemples précédemment décrits, fonctionnera semblablement dans les deux sens de rotat sans aucune commande d'inversion., Afin de réduire -Le choc et le bruit résultante lorsque le col- lier 70 heurte le sommet du cylindre 51, le collier est pourvu d'une sur- face conique 72 venant se poser dans une surface conique correspondante du cylindre,de sorte que l'huile prise entre les surfaces agit à la manière d'un dashpot.
L'épaisseur de la garniture 75 peut être modifiée pour ajus- ter les réglages relatifs des diverses pompes des cylindres du moteur.
REVENDICATIONS.
1.- Dans un moteur à combustion interne réversible,un sys- tème d'injection de combustible sans air comportant une pompe à combus- tible délivrant pour chaque course d'allumage la quantité appropriée de combustible, un accumulateur hydraulique pour emmagasiner sous pression le débit de la pompe en vue de l'injection dans le cylindre du moteur, une valve de décharge pour contrôler la sortie de l'accumulateur vers le cylin- dre moteur, et un excentrique, une manivelle,une came, ou l'équivalent pour actionner,directement ou indirectement, la valve, et qui est suscep- tible d'être entraîné en'rotation;
, en relation de temps avec le moteur,ain- si que conformé, et placé par rapport au moteur et à la valve, de manière que la valve soit ouverte à, ou peu avant la fin de la course de compression du moteur pour chaque sens de rotation de celui-ci, et reste ouverte au moins aussi longtemps qu'il est nécessaire pour l'injection du combustible.