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PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES D'INJECTION DES MOTEURS A COMBUSTION.
La présente invention est relative à des perfectionnements aux systèmes d'injection des moteurs à combustion.
Les perfectionnements apportés par la présente invention permettent la suppression de l'arbre à cames, habituellement utilisé dans de tels moteurs. L'invention permet également la réalisation d'un type standard de système d'injection comprenant en un seul bloc une pompe d'injection et une soupape d'injection, ainsi qu'un dispositif doseur de carburant et éventuellement même la résistance ou oougie habituelle de réchauffage.
A cet effet, suivant l'invention, le système d'injection pour moteur à combustion comprend essentiellement par cylindre : une pompe d'injection à piston, celui-ci étant en communication directe avec le oylindre dans lequel doit avoir lieu l'injection; un dispositif doseur de carburant, et une soupape d'injection commandée électriquement, de préférence par électro-aimant.
Dans une forme de réalisation, la pompe proprement dite com- prend essentiellement : un cylindre ouvert sur le cylindre du moteur, et dans lequel agit un piston, une des extrémités de celui-ci étant soumise à l'action des gaz se trouvant dans ledit cylindre du moteur; et une cham- bre de compression dans laquelle est amené le carburant et qui est soumise à l'action de l'autre extrémité du piston de ladite pompe, ce dernier étant en course de compression et de refoulement du carburant vers la soupape d'injection, pendant la course de compression du piston du moteur, et étant en course d'aspiration du carburant dans la chambre de compression susdite, pendant la course de détente du piston du moteur, un moyen élastique, tel qu'un ressort, pouvant être prévu pour régulariser la course dudit piston de la pompe.
Le piston de la pompe sera du type différentiel, la plus grande surface d'extrémité dudit piston étant orientée vers le cylindre du moteur,
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Gandis que la plus petite surface d'extrémité est orientée vers la chambre de compression, le rapport entre ces deux surfaces étant convenablement choisi pour assurer la compression voulue du carburant dans cette chambre de compression.
Le volume de la chambre de compression pourra être réglé, automatiquement ou non, par un moyen approprié, constituant un régulateurdoseur.
Un conduit relie la chambre de compression susdite à une chambre dans laquelle agit la soupape d'injection.
Dans une forme de réalisation générale, la soupape d'injection consiste en une aiguille obturant, en position de repos, par une de ses extrémités, un orifice d'accès du carourant au cylindre du moteur, tandis que l'autre extrémité de l'aiguille porte une masse d'électro-aimant, grâce à laquelle ladite soupape pourra être ouverte au moment choisi pour l'injection.
L'aiguille est normalement pourvue d'un moyen, tel qu'un ressort, empêchant son déplacement dans le sens de l'ouverture, sous l'action du carburant comprimé en provenance de la chambre de compression.
Suivant un mode de réalisation préféré., un électro-aimant, agissant à l'intervention d'un contacteur commandé par le moteur, règle l'ouverture de la soupape d'injection en agissant sur la masse de l'aiguil- le susdite, le rappel de fermeture de ladite aiguille étant obtenu par le moyen, tel qu'un ressort, ci-avant.
Un grand avantage procuré par l'invention sera, comme déjà signalé, que l'ensemble de la rompe d'injection, du régulateur-doseur et de la soupape d'injection constitue un tout pouvant être rendu solidaire, par exemple par vissage, de la paroi d'un cylindre du moteur à combustion.
Dans un autre type de réalisation générale, les divers perfectionnements ci-avant peuvent être appliqués en prévoyant la soupape d'injection, telle qu'une aiguille, disposée intérieurement au piston de la pompe d'injection, de préférence centralement suivant l'axe longitudinal de celui-ci.
Dans une forme de réalisation, ladite aiguille est soumise à l'action d'un moyen élastique, par exemple un ressort à boudin, disposé entre une butée prévue sur l'aiguille et une butée prévue sur la tige de piston de la pompe, et tendant à maintenir fermée la soupape d'injection constituée par cette aiguille, l'ouverture de ladite soupape étant obtenue à l'intervention d'un moyen de commande électrique, tel qu'un électro-aimant par déplacement de l'aiguille dans le piston de la pompe.
La présente invention est relative également, et indépendamment du système combiné ci-avant, à une pompe d'injection dont le cylindre est en communication directe avec le cylindre du moteur tandis que le piston se déplace, pour la compression du car Durant, suivant la compression ou la dépression provoquées dans ledit cylindre du moteur.
L'invention est relative également à une soupape d'injection, dont l'ouverture pour l'injection est commandée à l'intervention d'un dispositif électrique, tel qu'un électro-aimant.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente, en élévation et en coupe, un premier type de système d'injection pour moteur à combustion,, suivant l'invention.
La figure 2 représente un type de système d'injection similaire à celui de la figure 1, mais réalisé de manière à former un tout, cette
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figure etnt prise suivant les plans A-B de la figure 3.
La figure 3 est 'une vue schématisée en plan de dessous du sys- tème de la figure 2.
La figure 4 est une vue partielle en coupe suivant le plan F-E de la figure 3.
La figure 5 es t une vue en coupe et en élévation suivant le plan C-D de la figure 3@
La figure 6 est une vue en élévation et en coupe d'un autre système d'injection suivant l'invention.
La figure 7 montre un détail de réalisation en coupe suivant le plan G-H de la figure 6.
La figure 8 montre, à plus grande échelle, un détail de réali- sation de la figure 6.
La figure 9 montre un détail de réalisation en coupe suivant le plan I-J de la figure 6.
La pompe d'injection de la figure 1 comporte un piston différentiel 1 présentant une surface d'extrémité 2 qui est un multiple de la surface d'extrémité 3, le rapport entre ces deux surfaces pouvant être, par exemple; d'environ 5/la
Du côté de cette surface d'extrémité 2, le cylindre 4 de la pompe est en communication directe avec un cylindre 5 du moteur, ce cylindre 4 étant d'ailleurs vissé dans la paroi 6 dudit cylindre 5 du moteur.
La surface d'extrémité 3 du piston 1 agit dans une chambre de compression 7 à laquelle est reliée le conduit 8 à soupape 9 d'arrivée du carburant. Un ressort à boudin 10 régularise les mouvements du piston 1.
Celui-ci, étant en communication directe avec le cylindre 5 du moteur, sera en course d'aspiration du carburant dans la chambre 7, c'est-à-dire sera en mouvement de descente, si on considère la figure 1, lorsque le piston du cylindre 5 du moteur sera lui-même en course descendante ou course de détente. Par contre, lorsque le piston du cylindre 5 du moteur sera en course ascendante, ou course de compression, le piston 1 sera repoussé vers le haut (figure 1), la compression assurée par la surface 3 du piston, étant donc un multiple de la poussée reçue par la surface inférieure 2.
Le carburant étant donc comprimé dans la chambre de compression 7, la soupape 9 s'étant refermée, il sera chassé par le conduit 11 vers le cylindre 5 du moteur, lors de l'ouverture de la soupape d'injection à laquelle aboutit ce conduit 11.
Un doseur-régulateur est prévu pour la pompe d'injection. Il consiste, dans le cas représenté à la figure 1, en un élément 12 en forme de bouchon vissable ou dévissable dans une extension-13 du cylindre 4, bouchon qui règle donc le volume de la chambre de compression 7. Cet élément 12 présente une extension 14 ou tout moyen approprié pour sa commande, par exemple, par l'accélérateur du moteur.
Un tel élément 12 permet donc, comme dans les moteurs connus, d'augmenter ou de diminuer à volonté la quantité de carburant injecté.
La soupape d'injection, à laquelle aboutit le conduit d'amenée 11 du carburant comprimé dans la chambre 7, comprend une aiguille 15 bouchant un orifice d'accès 16 du carburant vers le cylindre 5, cet orifice étant prévu à la base du porte-injecteur 17 qui est à nouveau vissé dans la paroi 6 du cylindre 5 du moteur.
L'aiguille 15 porte, à son extrémité supérieure, une masse 18 constituant masse d'électro-aimant, dont le noyau est représenté en 19, un manchon isolant en 20' et le bobinage en 21. Le manchon 20 porte une avan-
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@@e intérieure 22 contre laquelle s'appuie un ressort 23 s'appliquant, à son autre extrémité, contre l'extrémité 24 de l'aiguille 15.
L'électro-aimant est intégré dans un circuit 25 comportant une source électrique 26 et un contacteur 27 qui est actionné par le moteur.
L'aiguille 15 présente, à sa base, des découpures 28 dans sa section de manière à former chambre d'arrivée pour le carburant s'amenant par la conduite 11.
Il est à remarquer que, dans le système de la présente invention, ce n'est en aucune façon le carburant sous pression qui provoque le soulèvement de l'aiguille 15 pour permettre l'injection du carburant dans le cylindre 5. En effet, le ressort 23 s'oppose à toute action de ce genre en étant de force légèrement supérieure à la pression intérieure de l'injecteur; c'est, en fait, l'électro-aimant qui provoque le soulèvement de l'aiguille 15, en temps voulu, par attraction de la masse 18 contre son noyau 19, le rappel de l'aiguille étant assuré notamment par le ressort 23 ci-avant.
Le contacteur permettra évidemment la réalisation d'une avance à la combustion, et même éventuellement une avance automatique par un système classique à masselottes ou par tout système approprié.
Un système de récupération des fuites est prévu, à partir de la chambre contenant le ressort 23 et de celle contenant le ressort 10, par les conduites 29 et 30.
Le système de la figure 1 comprend une pompe d'injection et une soupape d'injection se fixant séparément sur la paroi 6 du moteur. Un système similaire est représenté aux figures 2 à 5, mais dans ce cas la pompe et la soupape d'injection forment un tout pouvant être vissé ou dévissé en une fois de la paroi 6.
Les éléments des figures 2 et 4 sont de même type que ceux de la figure 1, bien qu'ayant d'autres formes, et ne seront donc plus décrits.
On remarquera cependant une disposition particulière du conduit 8 d'arrivée du carburant à la chambre de compression 7 (figure 4). Les découpures 23 dans l'aiguille 15 sont beaucoup plus longues qu'à la figure 1 et présentent de ce fait des parties de guidage 31.
La figure 3 montre schématiquement, suivant une vue en plan de dessous, la disposition monobloc des différents éléments du système, avec le piston 1 de la pompe, la soupape 9 d'arrivée du carburant, et J la résistance de réchauffage 32. Celle-ci est mieux visible à la figure 5, où on peut remarquer le fil d'alimentation 33, le manchon isolant 34 pour ce fil 33 avec les vis de calage 34 et le circuit électrique 35, un des fils de celui-ci étant donc mis à la masse.
Le système représenté aux figures 6 à 9 comporte les mêmes perfectionnements suivant l'invention, mais mis en oeuvre de manière à présenter un système comoiné de pompe et de soupape d'injection, de dimensions plus restreintes.
La paroi 6 du cylindre 5 du moteur reçoit par vissage un carter 40 présentant intérieurement une chambre ou cylindre 41 pour le déplacement d'un piston 42 de la pompe, une chambre 43, et une chambre de compression 44. A nouveau, une dépression dans le cylindre 5 du moteur provoque la course de descente du piston 42, en considérant la figure 6, et, par conséquent, l'aspiration de carourant dans la chambre de compression 44, ledit carburant pénétrant par la soupape 45. Lors de la compression dans le cylindre 5, le piston 42 est repoussé vers le haut et, de ce fait, une compression se produit dans la chambre 44, la soupape 45 se fermant.
Le piston 42 contient intérieurement l'aiguille 47 de section cruciforme
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(figure 9) et qui, dans ce cas de la figure 6, doit descendre pour permet- tre l'injection du carburant et non pas remonter, comme dans le cas des fi- gures précédentes. Cette aiguille 47 se termine par un plateau 48 contre lequel agit un ressort 49 s'appuyant, à son autre extrémité, contre un pla- teau 50 terminant la tige 51 du piston 42. On remarquera immédiatement que ce ressort 49 agit contre le plateau 48 pour maintenir l'aiguille 47 en position fermée dans le piston 42 (position de la figure 6). La masse
46 de l'électro-aimant présente une tige 52 s'appuyant sur le plateau 48 sans être fixée à ce dernier, et qui est également de section cruciforme (figure 7).
Un ressort 53, prévu au-dessus de la masse 46, équilibre le ressort 49 de la chambre 43. L'action de ce ressort 53 peut d'ailleurs être réglée par un pointeau 54.
Le régulateur-doseur 55 est du même type qu'aux figures précédentes. Normalement, la chambre 44, les espaces libres de la tige cruciforme 52, la chambre 43, les espaces libres de l'aiguille cruciforme 47 sont remplis de carburant prêt à être injecté. Lorsque le piston 42 remonte et également l'aiguille 47, le plateau 48 fait remonter la tige 52 et la masse 46, en réalisant une compression de carburant.
Le carburant est donc refoulé sous pression le long de la tige 52, par la chambre 43 et le long de l'aiguille 47, pour être injecté dans le cylindre 5 du moteur, cette injection ayant lieu à l'intervention d'un électro-aimant qui a pour effet, par attraction de la masse 46 vers le noyau 57, de faire descendre l'aiguille47 dans le piston 42 et par rapport à celui-ci, pour dégager l'orifice 56. La tige 52 traverse le noyau 57 de l'électro-aimant dont le bobinage est représenté en 58, la référence 59 désignant une borne de masse, tandis que la référence 60 désigne la deuxième borne de l'électro-aimant, cette deuxième borne étant isolée et reliée au circuit électrique 61.
Lorsque la masse 46 a été attirée vers le noyau 57, la tige 52 descend donc et fait descendre également le plateau 48 qui comprime le ressort 49 puisque le piston 42, lui, ne descend pas à ce moment. L'extrémité supérieure 62 de l'aiguille 47 descend jusque contre des nervures 63 prévues dans le plateau 50 (figure 8), la distance entre cette extrémité 62 et ces nervures 63 (figure 8) correspondant à la course de descente de la masse 46 de i'électro-aimant. Le rappel de l'aiguille 47 est réalisé par le ressort 49, et finalement le piston 42 redescend pour occuper à nouveau la position de la figure 6 ; ainsi d'ailleuns que l'aiguille 47. Le ressort 64 régularise le déplacement du piston 42.
On comprendra immédiatement l'intérêt des systèmes d'injection suivant l'invention, puisqu'ils évitent l'utilisation d'un arbre à cames comme dans les systèmes connus. Les systèmes des figures 2 et 6 sont d'un montage et d'un enlèvement très faciles puisque la pompe et la soupape d'injection y constituent un bloc homogène. De ce dernier avantage, en découle un autre qui pourrait résulter d'une construction standard de ce bloc homogène aisément remplagaole en cas de panne.
Il est bien évident que l'on pourrait utiliser séparément les perfectionnements apportés par l'invention. C'est ainsi qu'on pourrait appliquer aux moteurs existants, la pompe d'injection seule, qui est en com- munication directe avec le cylindre du moteur, ou la soupape d'injection seule, qui est commandée par électro-aimant ou autre système électrique.
Il faut encore remarquer que les aiguilles des soupapes d'in- jection n'étant plus commandées par la pression du liquide à injecter mais par un système électrique, les moments d'injection dans le cylindre du moteur seront beaucoup plus réguliers.
Il doit enfin être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits, mais que bien des variantes sont possibles sans sortir du cadre de la présente demande de brevet.