Dispositif d'injection de combustible liquide pour moteurs à combustion interne. La présente invention a pour objet un dispositif d'injection de combustible liquide pour moteurs à combustion interne, par exemple, pour moteurs à explosions, et com prenant une pompe refoulant le combustible et de l'huile de graissage, caractérisé en ce que cette pompe comprend au moins un cylindre dans lequel coulissent deux pistons reliés bout à bout avec un certain jeu longi tudinal, le premier piston agissant sur l'huile et le second sur le combustible, le premier piston transmettant son mouvement au second piston,
lors de la course de refoulement com mune de ces deux pistons, par l'intermédiaire d'un matelas d'huile sous pression, la pression de refoulement du combustible étant réglée au moyen d'un by-pass, commandé par un pis ton coulissant librement dans un cylindre et démasquant plus ou moins une lumière éta blissant une communication entre le refoule ment et l'admission du combustible, ledit piston étant soumis, sur une de ses faces, à la pression dé refoulement du combustible, l'autre face de ce piston prenant appui sur un matelas d'huile, la position de ce piston, et par conséquent la valeur de la pression de refoulement du combustible, étant elle-même réglée en fonction de la pression d'au moins un autre fluide au moyen d'une pièce mobile,
dont les déplacements sont liés à ceux d'un organe mobile sur lequel agit cette pression de réglage, les déplacements de cette pièce mobile ayant pour effet soit d'admettre de l'huile refoulée par la pompe dans une cham- bre contenant le matelas d'huile sur lequel appuie le piston du by-pass, soit de laisser échapper de l'huile de cette chambre.
Le dessin représente partiellement, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention destinée à alimen ter en combustible non lubrifiant les cylin dres d'un moteur à explosions.
La fig. 1 montre, en coupe verticale, la pompe de ce dispositif combinée avec un dis tributeur envoyant le combustible aux injec teurs des cylindres du moteur.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 1.
La fig. 5 est une coupe partielle, montrée à l'envers, suivant la ligne V-V de la fi-. 4. La fig. 6 est une coupe partielle suivant la, ligne VI-VI de- la fig. 4.
La fig. 7 est une coupe partielle suivant la ligne VII-VII de la fig. 1.
La pompe représentée comporte cinq cylindres parallèles et comprend deux carters assemblés, le carter 1 contenant le méca nisme de commande des pistons et le carter 2 dans lequel sont lobés les cylindres de la pompe.<B>Un</B> carter 3, contenant le distributeur de combustible, est assemblé avec le carter 2.
Ces carters sont réunis à l'aide de brides 4 et 5 serrées par des couronnes de boulons ou de goujons. Le carter 1 comporte une bride 6 pour le montage de la pompe combinée avec le dis tributeur sur le moteur. L'entraînement de la pompe s'effectue au moyen d'un arbre 7 qui tourne dans un coussinet 8. Cet arbre 7 pré sente une partie coudée 9 sur laquelle est monté fou, par l'intermédiaire d'un roule ment à aiguilles 10, un plateau 11 maintenu dans le sens axial par des roulements à billes 13. Ce plateau porte une série de secteurs dentés de même rayon, disposés à distance égale les uns des autres le long d'une circon férence concentrique au plateau 11.
Ces sec teurs dentés engrènent avec une série de sec teurs dentés correspondants portés par un plateau 12 fixé au carter 1 et disposés sui vant une circonférence concentrique à ce pla teau 12. Les pistons 14 de la pompe passent dans les intervalles entre les secteurs dentés des deux plateaux. Les rayons des deux séries de secteurs, leurs longueurs et l'angle entre les axes des plateaux 11 et 12 sont choisis de façon que les dents d'un secteur du pla teau mobile 11 viennent en prise avec les dents du secteur correspondant du plateau fige 12 avant que le secteur précédent du plateau mobile se soit dégagé du secteur cor respondant du plateau fixe et qu'ainsi il y ait continuité dans la transmission du mou vement.
Le plateau 11 ne peut tourner, mais la partie coudée 9 de l'arbre 7 lui imprime en tournant un mouvement louvoyant, de sorte qu'en se déplaçant ce plateau transmet un mouvement rectiligne alternatif, simultané ment à chacun des cinq pistons 14 coulissant dans les cylindres 15 dont les axes sont ré partis également autour de l'axe de l'arbre de la pompe suivant les génératrices d'un cylindre circulaire ayant même axe que cet arbre.
La transmission du mouvement a lieu au moyen de bras 16, solidaires du plateau 11 et prenant chacun appui sur les branches d'une pièce coudée 17, solidaire du piston correspondant, respectivement par une bille 18 et par un piston 19 repoussé par un res sort 20. Chaque piston 14 est relié avec jeu, au moyen d'un tenon 22 engagé dans une mor taise 23 à un piston 21 qui coulisse dans le même cylindre 15. Entre ces deux pistons se trouve ménagée une chambre 24 dont le vo lume peut varier grâce à ce jeu, et qui cons titue ainsi une pompe à huile élémentaire.
L'adduction d'huile dans la pompe s'ef fectue par un trou 25 (fig. 6), percé dans la bride de la pompe, en regard d'un trou ménagé dans le carter du moteur et alimenté en huile sous pression par le circuit de grais- sage du moteur. Cette huile arrive dans une capacité fermée par un bouchon 26, traverse un filtre 27 et pénètre dans le carter de la pompe en soulevant un clapet à bille 28 dont le rôle est d'empêcher la pompe de se vider d'huile à l'arrêt.
L'huile arrive ensuite dans une gorge 29, assure la. lubrification du coussinet 8 et passe dans le canal central 30 percé dans l'axe de l'arbre 7 de la pompe. En bout de cet arbre est fixée, à l'aide de clavettes 31 et d'une vis creuse 32, une pièce 33 tournant dans un cous sinet 34 engagé dans un moyeu tubulaire soli daire du plateau fixe 1? ; la. réaction engendrée dans l'arbre 7 par le mouvement du plateau 11 est reçue par une butée à bille 35. La pièce 33 entraîne, à l'aide d'un accouplement à griffe 36, le distributeur d'adduction d'huile 37. Ce distributeur 37 tourne dans un coussinet 38 engagé dans un alésage du carter 2.
Il est percé axialement d'un canal d'arrivée d'huile 39 situé en regard du canal 30 de l'arbre 7 et communiquant avec une lumière latérale du distributeur. De là, l'huile arrive par des canaux 40 aux chambres 24. La face extérieure du distributeur 3<B>7</B> pré sente une creusure annulaire 41 prolongée à sa partie inférieure par une creusure 41a ne s'étendant pas sur tout le pourtour du distri buteur, ainsi que le montre la coupe de la fig. 7.
On comprend qu'en tournant, le distribu teur 37 présente devant les canaux 40 -des différents cylindres, tantôt la lumière com muniquant avec le canal d'arrivée d'huile 39, tantôt la creusure 41a .et que, par les mouve ments combinés des pistons et du distribu- tour, l'huile est aspirée par les canaux 30 et 39 successivement par tous les pistons et est refoulée dans la creusure 41.
De cerne creu- sure, l'huile sous pression est dirigée par le canal 42 vers le distributeur de combustible 43 dont elle assure la lubrification, et, en outre, par le canal 44 vers un régulateur dont elle assure le fonctionnement ainsi qu'il sera décrit ultérieurement.
Par ailleurs, les pistons 21 étant animés d'un mouvement alternatif, il en résulte une variation du volume des chambres 45 qui constituent les pompes élémentaires de com bustible. Ce combustible, de l'essence, par exemple, arrive, sous une certaine pression, dans la pompe par le raccord 46 (fig. 3), passe dans les filtres 47 et 48 et ensuite dans l'espace annulaire 49 formant collecteur d'ad mission d'où il pénètre dans chaque chambre 45 par une rainure 50 en communication avec des trous 51 percés dans la paroi du cylin dre correspondant 15 et découverts seulement à fond de course d'aspiration. Pendant la course de refoulement, le combustible est envoyé à travers le clapet 52 dans l'espace annulaire 53 formant collecteur de refoule ment et de là, par le filtre 54, vers le distri buteur de combustible 43.
Le collecteur de refoulement 53 est mis en communication avec le collecteur d'admis sion 49 par un dispositif de by-pass. Un pis ton libre 55 peut se déplacer dans un sens ou dans l'autre à l'intérieur d'un cylindre 56. Sur l'une des faces de ce piston agit la pression du combustible régnant dans le col lecteur 53. En régime constant, le piston 55 est immobilisé à l'encontre dé l'action de la pression du combustible par un matelas d'huile contenu dans la chambre 57 du cylin dre 56. Le piston libre 55, en se déplaçant, découvre ou ferme une lumière 58 et permet ainsi le retour d'une partie plus ou moins im portante du combustible refoulé vers le col lecteur d'admission 49.
La position du piston libre 55 et, par conséquent, la pression du combustible dans le collecteur 53 est réglée par l'intermédiaire du tiroir 59, soumis à l'action d'un jeu de leviers 60-61 transmet- tant l'effort variable fourni par une mem brane 66.
Le tiroir 59 présente un canal axial 64 communiquant avec une gorge qui, suivant la position du tiroir, fait communiquer ce canal 64 soit avec des trous d'arrivée d'huile 62, soit avec des trous 63 par lesquels l'huile peut s'échapper dans le carter 1. Le canal 64 du tiroir communique avec la chambre 57. Un diaphragme \ 65, percé d'une ouverture étroite, évite les à-coups dans la transmission de variations de pression au piston libre 55.
Le tiroir 59 est actionné par -la membrane souple 66 (fig. 1 et 4) dont la partie centrale est serrée entre deux flasques 67 et 68, et qui est logée dans une cavité ménagée entre une paroi du carter 1 et un couvercle 69 figé à ce carter par une couronne de boulons ou de goujons.
La membrane de grand diamètre 66 sépare la cavité en deux chambres 70 et 71 qui peuvent être mises par les raccords 72 et 73 (fig. 4) en communication avec des sources différentes de pression. Si l'on ne fait appel qu'à une source reliée, par exem ple, à la chambre 70, la chambre 71 est mise à la pression ambiante par un trou percé dans la paroi -du carter.
La membrane 66 est, en outre, soumise à l'action d'un ressort 74 réglable de l'exté rieur de la pompe au moyen d'une vis 75 déplaçant un piston 76 coulissant sans pou voir tourner.
La membrane 6,6 agit par un poussoir central 77 sur le levier 61 (fig. 1) par l'in termédiaire du la bille 78.
Une petite membrane souple 79 isole la chambre 71 de l'intérieur du carter 1 tout en permettant l'action du poussoir 77 sur la bille 78.
Le levier coudé 6,1 (fig. 1) tournant au tour de son axe, transmet - au levier 6,0, la poussée qu'il reçoit de la bille 78 par l'inter médiaire d'une autre bille 80, logée dans une cage 81, faisant partie d'un levier 8'2 (fig. 4) articulé autour du pivot 83.
Ce levier peut être déplacé de l'extérieur de la pompe à l'aide d'une vis micrométrique 84. Le levier 82 est relié à la vis 84 au moyen d'une tige 85 engagée dans la fente de la chape 86 et présentant une tête qu'un ressort logé dans la vis 84 applique contre la chape 86 pour maintenir celle-ci en contact avec cette vis 84.
La pompe décrite est combinée avec un distributeur qui envoie le combustible refoulé par cette pompe à tour de rôle aux injecteurs pulvérisant directement ce combustible dans les cylindres du moteur.
Ce distributeur 43 est contenu dans le carter 3 et comporte un rotor 43' (fig. 1 et 2) entraîné en rotation par le distributeur d'huile 37 au moyen d'un accouplement à griffe 87. L'intérieur du rotor 43' commu nique par un canal 88 avec le collecteur de refoulement de combustible 53. Le combus tible est dirigé vers les cylindres du moteur par des tuyauteries montées sur des raccords tels que 89, en même nombre que les cylin dres, et disposés sur deux rangées. Des ouver tures telles que 90 et 91 sont ménagées dans le rotor pour coopérer avec des canaux tels que 92 et 93 communiquant avec les raccords. Ces ouvertures ont l'importance et l'orienta tion appropriées pour que l'adduction du combustible à chaque cylindre ait lieu au moment et pendant le temps voulus, selon la distribution du moteur.
Le rotor 43' tourne dans un coussinet 94 dans lequel sont percés les canaux 92 et 93. Des gorges de graissage 95 et 96 sont ména gées dans le rotor 43' entre les rangées de canaux et sont alimentées en huile sous pres sion par le canal 97 communiquant avec la chambre 98 alimentée par le canal 42.
L'intérieur du carter 1 de la pompe de vant être à la pression ambiante, il commu nique avec l'extérieur par un canal 99 (fig. 1) traversant la bride 6, et servant également pour l'évacuation du trop-plein d'huile pro venant des fuites vers le carter du moteur. Pour certaines positions de la pompe, en par ticulier pour la position renversée, bride en haut, ce canal ne peut assurer ce dernier rôle. Pour pouvoir dans ce cas assurer cette éva cuation, la pompe est combinée avec une pompe auxiliaire de puisage d'huile repré- sentée en détail à la fig. 5. Cette pompe com porte un cylindre 100 contenant un piston 101 dont la coure d'aspiration est assurée par un ressort 102 et la course de refoule ment par un poussoir 103 actionné par le plateau 17 et coulissant dans un coussinet 104 monté dans le plateau fixe 12.
L'huile est aspirée par les trous 105 et est refoulée à travers le clapet 106 dans une tuyauterie montée sur le raccord 107.
Pour parer à tout danger de coincement de cette pompe d'épuisement en cas de grip page du piston 101 dans le cylindre 100, le poussoir 103 actionne le piston 101 par l'in termédiaire d'une pièce 108 appuyant sur un ressort 109, logé dans le piston et prenant appui sur le fond dit logement. Une butée formée par un jonc Il(l empêche le ressort de repousser la pièce<B>108</B> hors du piston. Bien entendu, le ressort 109 est assez fort pour appuyer constamment la pièce 108 sur sa butée en fonctionnement normal et ne se comprime que si le frottement entre le piston 10'1 et le cylindre 100 devient excessif.
Le fonctionnement de l'ensemble de cette pompe combinée avec le distributeur est le suivant: L'arbre 7, dans son mouvement de rota lion, imprime au plateau 11 un mouvement louvoyant qui communique simultanément un mouvement alternatif à toutes les paires de pistons jumelés 14 et 21, attelés de telle sorte qu'ils ménagent entre eux une chambre à volume variable 24.
Le distributeur d'huile 37 est Ballé de telle sorte, sur l'arbre 7, que la lumière communiquant avec. le canal 39 se trouve en re-,ard du canal 40 au moment on se produit le mouvement de descente du pis ton 14 correspondant. L'huile arrivant sous pression du moteur par les canaux 2'5, 29, 30, 3@9 et 40 remplit donc immédiatement la chambre 24.
Pendant ce même temps, ale piston 21 en traîné avec le piston 14 par le tenon 22, crée dans la chambre 45 une dépression qui se manifeste en fin de course dans la rainure 50 et fait affluer le combustible venant de la chambre 49 et du réservoir par le raccord 46. Pendant la course de refoulement sui vante, le piston 21 refoule de combustible de la chambre 45 en soulevant le clapet 52 dans la chambre 53 à une pression déterminée P. Le combustible est ensuite dirigé par le canal 88 vers le distributeur et, par les ouvertures 90 et 91, les raccords 89 et des tuyauteries faisant suite à ces raccords, vers les injec teurs des cylindres du moteur.
Les ouvertures 90 et 91 du rotor 43' et le calage de ce rotor par rapport à l'arbre 7 sont choisis de telle sorte que l'adduction de combustible s'effectue, pour chaque cylindre, au moment et pendant la période voulue selon la distribution du moteur.
Pendant que les pistons 14 et 21 effec tuent leur refoulement, l'huile qui se trouve dans la chambre 24 est mise automatique ment à la pression du combustible contenu dans la chambre 45, pression qui peut être désignée par P + p; P étant la pression de refoulement dans le collecteur 53, p étant la perte de charge due au clapet 52 et détermi née par la force du ressort de rappel de ce clapet. La perte de charge due au mouve ment du piston 21 peut être considérée comme négligeable.
On voit donc que, pendant la course d'admission, le piston 21 est entraîné par le piston 14 par l'intermédiaire du tenon 22 engagé dans la mortaise 23, tandis que, pendant la course de refoulement, le piston 14 transmet son mouvement au piston 21 par L'intermédiaire du matelas d'huile sous pres sion contenu dans la chambre 24, ce matelas s'opposant à toute fuite de combustible et assurant en même temps la lubrification du piston 21.
En même temps, l'huile est refoulée par le canal 42, la chambre 98 et le canal 97 au rotor du distributeur de combustible. Ce rotor 43' se trouve ainsi soumis à l'action de la poussée du combustible arrivant à l'intérieur du rotor à la pression P et, de l'autre côté, à l'action de la pression P + p de l'huile arri vant dans la chambre 98. Ces deux poussées sont très voisines, la valeur de p pouvant être faible. Cette poussée p a pour effet d'ap puyer le rotor du distributeur par sa butée sur le coussinet 94. Pratiquement, le rotor du distributeur de combustible est équilibré quelle que soit la valeur de P, qui peut être assez élevée.
En outre, le combustible ne peut fuir vers la chambre 98 puisque l'excédent p de pres sion d'huile s'y oppose. Cette pression d'huile s'exerce aussi dans les gorges 95 et 96, ce qui assure une lubrification parfaite du rotor et empêche toute communication entre les diffé- rents circuits de distribution.
Le réglage de la pompe a lieu par une pression différentielle d'air se manifestant par les raccords 72 et 73, de part et d'autre de la membrane 66. Par suite de cette pres sion, cette membrane subit une déformation qui, par le jeu des leviers 60 et<B>61,</B> provoque la >déplacement du tiroir 59. Le ressort 74 permet d'exercer sur -la membrane une action de valeur réglable s'ajoutant à l'action de la pression d'air.
En outre, par l'intermédiaire du levier 82 et de la vis 84, on peut modifier les bras de levier et, par suite, le rapport des déplacements du poussoir 77 de la mem brane et,du tiroir 59.
Le tiroir 59 reçoit donc, de bas en haut, une poussée d'une valeur déterminée, dont la relation avec la pression différentielle d'air se manifestant aux raccords 72 et 73 est ré glable.
En régime constant, le tiroir 59 se trouve en équilibre sous l'action de la pres sion du combustible, transmise par le piston 55 au matelas, d'huile contenu dans la chambre 57, d'une part, et de la poussée de la membrane 66, d'autre part. 8i, mainte nant, la pression différentielle agissant sur la membrane 66 augmente, le tiroir 59 monte et découvre les trous 62. De l'huile à la pres sion P -f- p arrive par le canal 44 et est ad mise dans la chambre 57 par le canal 64.
Cette huile chasse 'le piston 55 vers le haut, ce qui augmente l'obturation de la lumière 58 et, de ce fait, provoque l'augmentation de la pression du combustible et, en même temps, l'augmentation de la pression de l'huile & rri- vant par le canal 44.
La pression dans la èhambre 57 augmentant ainsi, le tiroir 59 se trouve ramené à sa position initiale, où les trous 62 sont de nouveau obturés, et où il reste en équilibre sous l'action de la poussée de la membrane, soumise à la pression diffé rentielle augmentée et de la nouvelle pres sion du combustible.
Si la pression différentielle d'air diminue, le tiroir 59 descend et découvre les trous 63. L'huile pouvant s'échapper de la chambre 57, la pression du combustible chasse le piston 55 vers le bas, ce qui augmente l'ouverture de la lumière 58 et fait tomber la pression du combustible. La pression dans la chambre 57 diminuant de ce fait, le tiroir est de nou veau ramené vers sa position initiale dans laquelle il obture les trous 63 et où il reste en équilibre sous l'action de la poussée de la membrane, soumise à la pression diffé rentielle diminuée et de la nouvelle pression de combustible.
On voit donc qu'à chaque pression diffé rentielle agissant sur la membrane 66 corres pond une position bien déterminée du piston 55 et, par conséquent, une pression bien dé terminée du combustible à laquelle corres pond un débit déterminé.
Si, pour une cause quelconque, une sur pression se produit dans le collecteur de re foulement de combustible 53, le piston libre 55 se déplace en repoussant le tiroir 59 et découvre davantage la lumière 58 qui laisse revenir dans le collecteur d'admission 49 une plus grande quantité de combustible et la pression baisse.
Si, au contraire, la pression baisse dans le collecteur de refoulement de combustible 53, le piston libre 55 remonte sous l'effet de la poussée de la membrane, transmise par le tiroir et le matelas d'huile et obture davan tage la lumière 58 du by-pass et la pression du combustible augmente.
Comme il a été indiqué, l'excédent de pression p dépend uniquement de la force des ressorts de rappel des clapets 52, de sorte que cette pression p est parfaitement indépen dante de la pression de fonctionnement de la pompe, laquelle peut être très élevée. Par un choix approprié de la pression p et en raison du peu d'inertie du piston libre 55, on peut obtenir des mouvements de régula tion pratiquement instantanés et une sensibi lité extrême du régulateur ainsi décrit.
Le fonctionnement de la pompe d'épuise ment d'huile représentée à 1a fig. 5 est évi dent. Le plateau mobile 11, dans soin mouve ment louvoyant., actionne constamment -d'un mouvement alternatif le poussoir<B>103</B> qui coulisse dans le coussinet l0:4 et déplace le piston 101 dans le cylindre 100. Lorsque l'huile arrive dans le carter, à la hauteur des lumières 105, elle pénètre dans le cylindre et, à chaque course de refoulement, se trouve refoulée au travers du clapet 106 vers une tuyauterie, montée sur le raccard 107, qui peut être disposée pour la ramener dans le carter du moteur.
Il est évident que le nombre .de cylindres 15 de la pompe peut être quelconque. D'autre part, on pourrait disposer ces cylindres en ligne, en<B>V</B> ou en étoile et commander la pompe d'une autre façon que celle décrite.
Dans une variante de la forme d'exé,eu- tion décrite du dispositif, les injecteurs pour raient être commandés individuellement., hydrauliquement ou électriquement par exemple. Dans ce cas la pompe, qui serait la même que la pompe qui vient d'être décrite, ne serait pas combinée avec un distributeur, mais serait pourvue d'un départ d'huile et d'un départ de combustible reliés, le premier à un collecteur de graissage des injecteurs et le second à une conduite d'alimentation com mune des injecteurs.
On voit que la pompe du dispositif dé crit permet d'obtenir simultanément le refou lement d'un combustible non lubrifiant à une pression déterminée et le graissage de tous tes organes en mouvement au moyen d'huile à une pression égale ou légèrement supérieure à celle du combustible de façon à empêcher toute fuite de ce dernier.
La pompe du dispositif décrit pourrait par exemple aussi être utilisée dans un dis positif d'injection tel que celui décrit dans le brevet No 247825 de la même titulaire.