Procédé pour injecter du combustible liquide à l'intérieur d'un moteur à combustion interne. Liu présente invention se rapporte à un pro cédé pour injecter du combustible liquide à l'intérieur d'un moteur à combustion interne du type dans lequel une charge explosive est formée clans un petit cylindre injecteur pou vant entrer en communication avec le cylin dre de travail; elle concerne aussi un disposi tif pour la mise en rouvre du procédé.
Le procédé suivant l'invention comprend deux opérations distinctes, l'une pour former clans le cylindre injecteur un mélange d'une partie de l'air comprimé par le cylindre ale travail et du combustible admis clans le cy lindre injecteur, et l'autre pour refouler ce mélange dans le cylindre de travail.
Pour obtenir une pulvérisation plus com plète et par là une distribution et suie com bustion plus parfaite de la charge, on peut employer un plongeur combiné avec une valve mue indépendamment pour commander l'orifice d'injection du cylindre injecteur, cette valve ayant aussi un prolongement muni d'une tête qui agissent tous deux comme épanouisseurs et distributeurs ainsi due comme dispositif étrangleur pour ledit ori fice d'injection par lequel la charge entre finalement dans le cylindre moteur.
Une telle -forme d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est surtout desti née à de petites machines travaillant d'après le principe Diesel.
Dans une seconde forme du dispositif pour la mise en couvre du procédé, le com- bustible liquide est introduit clans le cylin dre injecteur, renfermant un piston, du côté opposé à celui pourvu de l'orifice d'injection, puis forcé clans l'espace se trouvant ale l'autre côté ale ce piston lorsque ce dernier s'écarte ale l'orifice d'injection, au travers d'un by- pass approprié.
Lorsque l'huile employée est déchargée dans ce second espace du cylindre, elle se mêle à l'air qui arrive du cylindre moteur pour être injecté dans ce dernier Iors- que le piston exécute sa course de refoule ment.
Cette seconde forme d'exécution permet d'obvier aux pertes se produisant par l'en traînement dans l'échappement de goutte-let- tes oit de vapeur, de liquide et peut être adaptée à des machines à double effet, des machines â. quatre cylindres, à des machines à haute ou à basse compression et petit être utilisée avec de l'huile d'éclairage, de la pa- raphine, de l'alcool ou avec de l'huile lourde.
Le dessin ci-ailnexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du dis positif selon la présente invention.
La fig. 1 représente une section longitu- dinale de l'une de ces foi-mes d'exécution pou vant être appliquée à un moteur Diesel; La, fig. Z montre un détail de ce dis positif Les fig. 3 à 7 montrent schématiquement les différentes parties du dispositif dans les différentes phases de leur courte de travail; La fi-. 8 montre en section longitudinale la deuxième forme d'exécution employée pour une machine à deux cylindres.
En se référant. plus spécialement Îîi la 1, n désigne l'extrémité du cy liildrc nio- teïur de la, machine, b est le cylindre d'un in- Jecteur qui est formé par un bloc creux ou douille maintenu dans le cylindre moteur; r désig-ne le plongeur de l'injecteur et. (7 la. broche d'une valve indépendante e (lui tra vaille ait centre du plongeur.
A l'extrémité inférieure de la valve e se trouve une tête conique f servant à l'épanouissement de la. cliarbe à son entrée dans la. chambre de com bustion g de la, machine (fig. 6). Cette tête est portée par une tige centrale f 1 s'élevant du centre de la valve c.
Ii désigne un conduit allant de la, chant Lie de l'injecteur dans le cylindre moteur ri Ce passage est disposé au centre du culot V qui est vissé dans le fond du cylindre b et qui forme la, tête de ce dernier.
Ce passage la est formé de deux parties de différents diamètres. Dans la, partie la. plus large travaille la valve e. tandis que la, partie la, plus étroite est disposée pour rece- t-cir la tête f du dispositif étrangleur et (1paliolliseur. L'ouverture 7a1 de ce passage forme l'orifice d'injection.
L'épaulement 1y qui se trouve entre les Bleui parties du passage h. forme le siège de la valve.
Une voie de passage inclinée i, dis posée tangentiellement à la périphérie du conduit la, mène d'un point voisin de cet épaulement à l'embouchure 7e-1 du passage in térieur lei, à travers lequel l'huile est amenée .'oits pression au moyen (l'une pompe, si bien que l'air traversant le passage i rencontre l'huile et la pulvérise.
La broche d de la valve traverse axial(2- ment le plongeur-injecteur c.
Ces deux pièce: @:olit réglables in(lépendaniment l'une de l'au- lie et sont commandées séparément au moyen (les leviers c71 et cl conduits par des came.: séparées. Ces leviers :ont aussi sous l'action de ressorts qui, pas plu, que ces cames, ne sont représentés. Le fonctionnement de ces erballes est connu.
Les parties du dispositif #ont réglées (le: manière que, lorsque le plongeur c a terniin,# sa, course d'injection, la. valve e (fig. 8) est fermée. La. tête conique f portée par cette valve pénètre légèrement dans le cylindre d,# la, machine dans la. direction (lu piston de travail a.1.
La valve e el l'e#paiiouiss(#ur restant daii:; cette position, le lilonÏeur c se retire un peu (fib. d) et une petite quantité d'huile entre dans le dispositif à travers le passage d'ad mission 7c1 après le commencement du mouve ment du piston al vers la. droite.
Le plongeur c exécute alors un mouve ment de recul plus prononcé (fig. 5), pour assurer l'élimination de toute pression dans le cylindre du dispositif. La. valve e s'ouvre alors dans toute son (tendue et admet de l'air comprimé, donc chaud, à partir dit cy lindre de la, machine dans lequel le piston al continue sa course de compression.
Cet air traverse le passage i pour arriver dans la chambre (l'injection i) oii il rencontre l'huile qui vient d'entrer par k pour la, transformer en illi embrun ou vapeur tout en la chauf fant:.
Ceci est la première période de la for- nia.tion de la charge. Lorsque la. valve c est à moitié fermée (fi-. 6), si bien que<B>lit</B> tête (l'épanouisça.!#e f se trouve dans l'orifice hi de l'injecteur, cet orifice est étranglé par cette tête f. En même temps,
le plongeur e de l'injecteur se meut en avant et la charge formée partiellement est forcée au travers du passage i puis au travers de l'orifice de dé charge de manière que la pulvérisation est complète. La. charge forcée dans le cylindre passe sur la tête conique f avec un mouve ment en spirale dû à. la position tangentielle du passage i relativement au siège de la soupape.
Ceci termine la seconde période de la for mation de la charge. Lorsque cette dernière entre dans le cylindre de travail, l'explosion se produit spontanément en présence de la chaleur produite par la compression, ceci de manière bien connue. Lorsque la valve e est fermée-(fig. 7), elle intercepte toute communi cation entre l'injecteur et le cylindre de tra vail et reste en place jusqu'à la fin de la course de travail dans la machine. Le plon geur commence alors de se retirer et les opé rations ci-dessus se répètent.
On voit d'après ce qui précède que la double action est parfaitement déterminée, la charge étant formée en partie lorsque l'air passe de la machine dans le cylindre de l'in- jeeteur et cette formation étant complété, lorsque le mélange retourne dans la direction opposée sous la poussée du plongeur de l'in- j ecteur.
En plus de la tête prévue à l'extrémité inférieure clé la valve, la tige pourrait avoir des prolongements pour fociliter la pulvéri sation.
Dans la seconde forme d'exécution mon trée en fig. 8, le cylindre .injecteur b est à double action, les espaces en dessus et en des sous du piston c prenant -tous deux part<B>à</B> la formation de la. charge. Le piston injecteur consiste . en un bloc cylindrique un pou plus long que la. moitié de la hauteur du cylindre b dans lequel il travaille à frottement doux.
La tige du piton c2 traverse un couvercle b2. Le piston est actionné par un puissant ressort c3 qui tend à le faire pénétrer dans le cylin dre, .tandis qu'un levier c' actionné par une came qui n'est. pas représentée le meut à l'en contre de l'action du ressort mentionné plus haut.
De l'un des côtés du cylindre se trouve l'orifice d'entrée k de l'huile qui est décou verte par le piston c lorsque celui-ci se trouve dans sa position la plus base. Du côté op posé, mais plus bas, se trouve l'orifice de dé charge d'un by-pass i qui doit être découvert par le bas du piston lorsque ce dernier est complètement soulevé (voir ligne en poin-. tillé). (Les extrémités du piston peuvent être faites légèrement inclinées ou en biais, si bien que, lorsqu'on tourne le piston, on peut ob tenir le degré d'ouverture voulu des orifice; qui ont été indiqués plus haut.
Ce réglage peut clone se faire avec une grande exacti tude.) Le manteau du piston c est muni d'une rainure, dans laquelle est logé un lar don l pressé par des ressorts Ii contré la pa roi du cylindre dans le voisinage de l'-orific@, d'introduction de l'huile. Ce lardon l est là pour assurer l'obturation convenable de l'ori fice précité lorsque le piston se meut en haut et en bas. Cette obturation est parfaite lors bien même que le piston se meut libre ment à l'intérieur du cylindre.
Le -tuyau d'amenée k pour le combustible est contrôlé par une valve à aiguille ou de toute autre construction.
Au centre du fond du cylindre injecteur se trouve une .ouverture conique h' à travers laquelle la charge est injectée dans le cylin dre de la machine. Cette ouverture conique ressemble à un petit siège de valve. Le pis ton porte à son extrémité inférieure une ai guille centrale f 1 qui entre librement dans cette ouverture et qui comporte un raccorde- ment e' en forme de clapet de valve qui s'a dapte exactement dans l'ouverture conique en question.
Lorsque le piston c est tout au bas de sa course, l'ouverture conique h' est com plètement fermée. Lorsque le piston est dans sa position supérieure (voir ligne en poin tillé), l'aiguille f1 .qui a été entraînée avec lui a découvert lieu à peu l'ouverture et à la fin de la course cette ouverture est complètement ouverte.
Dans les positions intermédiaires, l'aiguille f ' se trouve dans l'ouverture et la ferme pre#q lie, étranglant ainsi le passage et assurant une bonne pulvérisation.
Le by-pass i est pratiqué dans la paroi du cylindre. Il s'ouvre à. l'une des extrén1i- té s dans la, tête de ce dernier et à l'autre. de ces extrémités dans le bas du cylindre exac tement en dessous du bas du piston lorsque celui-ci est dans sa position la plus élevée (voir ligne en pointillé).
Lorsque le piston c est au bas de sa course, une petite quantité d'huile entre par l'ouverture du conduit k. Lorsque le piston remonte, le lardon I couvre l'ouverture du conduit fi. Le piston refoule ensuite l'huile dan; le haut du cylindre qui est élargie comme il est montré en L" et force cette [ruile dans le by-pass.
Cette huile passe alors au travers (le i. pour se rendre sur la face infé rieure du cylindre qui reçoit en même temps de l'air comprimé à partir du cylindre moteur. Lorsque le piston c descend, il complète le mélange des gouttelettes de l'huile et de l'air et force ce mélange dans le cylindre de 1:t crachine.
En même temps, le piston ferme le 1>y-pasa i si bien due, lorsqu'il continue à des cendre, il se forme un vacuum dans le haut du cylindre, qui est alors prêt < t. recevoir ou à , aspirer la prochaine charge d'huile qui lui parvient par le tuyau k.
Il est à remarquer que le piston de l'in- jecteur n'a besoin que d'un ajustement doux dans le cylindre. Un léger ,jeu est un a,va.n- tage dans bien des cas. On évite par cela les inconvénients d'un piston ajusté et paqueté exactement. L'usure est aussi réduite dans dc>s proportions correspondantes. La. seule pièce qui doit être absolument étanche est le lardon I qui ouvre et ferme l'ouverture du tuyau k..
Les extrémités du piston pourraient être faites légèrement inclinées ou en biais si bien que lorsqu'on tourne le piston, on peut ob tenir le degré d'ouverture voulu des orifices qui ont été indiqués plus haut. Ce réglage peut donc se faire avec une grande exacti tude.
Process for injecting liquid fuel inside an internal combustion engine. Liu the present invention relates to a method for injecting liquid fuel into an internal combustion engine of the type in which an explosive charge is formed in a small injector cylinder which can communicate with the working cylinder. ; it also relates to a device for implementing the process.
The method according to the invention comprises two distinct operations, one for forming in the injector cylinder a mixture of part of the air compressed by the working cylinder and of the fuel admitted into the injector cylinder, and the other to force this mixture into the working cylinder.
To obtain a more complete spraying and thereby a more perfect distribution and soot combustion of the charge, a plunger combined with an independently driven valve can be used to control the injection orifice of the injector cylinder, this valve also having a extension provided with a head which both act as spreaders and distributors thus due as a throttling device for said injection port through which the charge finally enters the engine cylinder.
Such a -form of execution of the device for the implementation of the method is especially intended for small machines working according to the Diesel principle.
In a second form of the device for covering the process, the liquid fuel is introduced into the injector cylinder, containing a piston, on the side opposite to that provided with the injection orifice, then forced into the injection orifice. space located at the other side of this piston when the latter moves away from the injection orifice, through a suitable bypass.
When the oil used is discharged into this second space of the cylinder, it mixes with the air which arrives from the engine cylinder to be injected into the latter when the piston executes its delivery stroke.
This second embodiment makes it possible to obviate the losses produced by the dragging in the exhaust of droplets of vapor, of liquid and can be adapted to double-acting machines, machines. four cylinders, to machines with high or low compression and small to be used with light oil, paraphine, alcohol or with heavy oil.
The accompanying drawing shows, by way of example, two embodiments of the positive device according to the present invention.
Fig. 1 shows a longitudinal section of one of these execution faiths able to be applied to a diesel engine; The, fig. Z shows a detail of this positive device. Figs. 3 to 7 schematically show the different parts of the device in the different phases of their short work; The fi-. 8 shows in longitudinal section the second embodiment used for a two-roll machine.
With reference. more especially where 1, n denotes the end of the cy liildrc niotur of the machine, b is the cylinder of an injector which is formed by a hollow block or bush held in the engine cylinder; r designates the injector plunger and. (7 the. Spindle of an independent valve e (it works at the center of the plunger.
At the lower end of the valve e is a conical head f serving for the development of the. cliarbe upon entering the. combustion chamber g of the machine (fig. 6). This head is carried by a central rod f 1 rising from the center of the valve c.
Ii designates a duct going from the, song Lie of the injector into the engine cylinder ri This passage is arranged in the center of the base V which is screwed into the bottom of the cylinder b and which forms the head of the latter.
This passage 1a is formed of two parts of different diameters. In the, part the. wider works the valve e. while the narrower part la is arranged to receive the head f of the choke device and (1paliolliser. The opening 7a1 of this passage forms the injection orifice.
The shoulder 1y which is located between the Bleui parts of the passage h. forms the seat of the valve.
An inclined passageway i, arranged tangentially to the periphery of the duct la, leads from a point close to this shoulder to the mouth 7e-1 of the internal passage lei, through which the oil is fed. pressure by means (the one pumps, so that the air passing through the passage i meets the oil and atomizes it.
The pin d of the valve crosses axially (2- ment the plunger-injector c.
These two parts: @: adjustable olit in (depend on one of the auger and are controlled separately by means (the levers c71 and cl driven by separate cams .: These levers: also have under the action of springs which, no more than these cams, are shown The operation of these balles is known.
The parts of the device # have been adjusted (the: so that, when the plunger becomes final, # sa, injection stroke, the. Valve e (fig. 8) is closed. The conical head f carried by this valve penetrates slightly in the cylinder d, # la, machine in the. direction (read working piston a.1.
The valve e el e e # paiiouiss (#ur remaining in :; this position, the lever c withdraws a little (fib. D) and a small quantity of oil enters the device through the inlet passage. 7c1 after the start of movement of piston al to the right.
The plunger c then executes a more pronounced recoil movement (fig. 5), to ensure the elimination of any pressure in the cylinder of the device. The valve e then opens fully (stretched and admits compressed air, therefore hot, from said cylinder of the machine in which the piston al continues its compression stroke.
This air crosses passage i to arrive in the chamber (injection i) where it meets the oil which has just entered through k to transform it into spray or vapor illi while heating it up.
This is the first period of the formation of the charge. When the. valve c is half closed (fig. 6), so that <B> bed </B> head (the bloomed.! # ef is in the hi port of the injector, this port is constricted by this head f. At the same time,
the plunger e of the injector moves forward and the partially formed charge is forced through passage i and then through the discharge orifice so that the spraying is complete. The forced load in the cylinder passes over the conical head f with a spiral movement due to. the tangential position of passage i relative to the seat of the valve.
This completes the second period of charge formation. When the latter enters the working cylinder, the explosion occurs spontaneously in the presence of the heat produced by the compression, this in a well known manner. When the valve e is closed (fig. 7), it intercepts all communication between the injector and the working cylinder and remains in place until the end of the working stroke in the machine. The diver then begins to withdraw and the above operations are repeated.
It can be seen from the foregoing that the double action is perfectly determined, the charge being formed in part when the air passes from the machine into the cylinder of the injector and this formation being completed when the mixture returns to the injector. the opposite direction under the thrust of the injector plunger.
In addition to the head provided at the lower end of the valve, the stem could have extensions to focus spraying.
In the second embodiment, my view in fig. 8, the injector cylinder b is double-acting, the spaces above and below the piston c taking both part <B> to </B> the formation of the. charge. The injector piston consists. in a cylindrical block one louse longer than the. half the height of the cylinder b in which it works with gentle friction.
The rod of the eyebolt c2 passes through a cover b2. The piston is actuated by a powerful spring c3 which tends to make it penetrate into the cylinder dre, while a lever c 'actuated by a cam which is not. not shown moves it against the action of the spring mentioned above.
On one side of the cylinder is the oil inlet k which is uncovered by the piston c when the latter is in its most basic position. On the op posed side, but lower, is the discharge port of a bypass i which must be uncovered by the bottom of the piston when the latter is completely raised (see dotted line). (The ends of the piston can be made slightly inclined or at an angle, so that when the piston is turned, the desired degree of opening of the orifices which have been indicated above can be obtained.
This adjustment can be done with great accuracy.) The piston mantle c is provided with a groove, in which is housed a lar don l pressed by springs Ii countering the cylinder head in the vicinity of the -orific @, introduction of oil. This gib l is there to ensure proper sealing of the aforementioned orifice when the piston moves up and down. This sealing is perfect even when the piston moves freely inside the cylinder.
The feed pipe k for the fuel is controlled by a needle valve or some other construction.
At the center of the bottom of the injector cylinder is a conical opening h 'through which the charge is injected into the machine cylinder. This conical opening looks like a small valve seat. The bottom end has a central needle f 1 which freely enters this opening and which has a connection e 'in the form of a valve plug which fits exactly into the conical opening in question.
When the piston c is at the bottom of its stroke, the conical opening h 'is completely closed. When the piston is in its upper position (see dotted line), the needle f1. Which has been drawn with it has gradually opened up and at the end of the stroke this opening is completely open.
In the intermediate positions, the needle f 'is in the opening and the pre # q closes, thus restricting the passage and ensuring good spraying.
The bypass i is made in the wall of the cylinder. It opens to. one of the ends in the head of the latter and to the other. of these ends in the bottom of the cylinder exactly below the bottom of the piston when the latter is in its highest position (see dotted line).
When the piston c is at the bottom of its stroke, a small quantity of oil enters through the opening of the duct k. When the piston rises, the gib I covers the opening of the duct fi. The piston then discharges the oil into; the top of the cylinder which is widened as shown in L "and forces this [oil into the bypass.
This oil then passes through (the i. To reach the underside of the cylinder which at the same time receives compressed air from the engine cylinder. When the piston c goes down, it completes the mixture of the droplets of the oil and air and forces this mixture into the 1: t spray cylinder.
At the same time, the piston closes the 1> y-pasa i so well, when it continues to ash, a vacuum forms in the top of the cylinder, which is then ready <t. receive or suck the next load of oil which reaches it through pipe k.
Note that the injector piston only needs a smooth fit in the cylinder. A light game is an a.n- tage in many cases. This avoids the drawbacks of an exactly adjusted and packed piston. The wear is also reduced in corresponding proportions. The only part which must be absolutely watertight is the gib I which opens and closes the opening of the pipe k ..
The ends of the piston could be made slightly inclined or at an angle so that when the piston is turned, the desired degree of opening of the holes which have been indicated above can be obtained. This adjustment can therefore be done with great accuracy.