Procédé d'alimentation en combustible de moteurs à combustion interne et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. La présente invention a pour objet un procédé d'alimentation en combustible de moteurs à combustion interne polycylindri- ques au moyen d'une pompe unique, pourvue d'un régulateur de la pression du combusti ble refoulé, et d'au moins un injecteur ali menté par cette pompe,
caractérisé en ce que l'on utilise un injecteur du type dans lequel la pression d'injection varie proportionnelle ment au carré du débit et en ce qu'on assure l'alimentation de cet injecteur en combustible directement par la pompe à une pression d'in jection variable que l'on règle en fonction de la pression dynamique de l'air introduit dans la tuyauterie d'admission du moteur.
L'invention a également pour objet une installation pour la mise en #uvre de ce pro cédé, cette installation étant caractérisée en ce que le régulateur de la pression du com bustible refoulé par la pompe comprend un dispositif de by-pass asservi à un organe soumis à la pression dynamique de l'air in troduit dans la tuyauterie d'admission.
Le dessin représente, à titre d'exemples, quatre formes d'exécution d'une installation pour la mise en aeuvre du procédé selon l'in vention.
Les fig. 1 à 4 représentent chacune, sché matiquement, l'une de ces formes d'exécution. L'installation représentée à la fig. 1 est montée sur un moteur polycylindrique, dont deux cylindres 1 sont montrés avec leurs pistons 2 munis de bielles 3. L'air arrive dans les cylindres 1 par des soupapes 4 et une tubulure d'admission 5 qui comporte, à son entrée, un venturi 6 muni de deux tubes de Pitot 7 et 8, l'un monté en dépression, et l'autre en pression.
Des injecteurs 9, qui sont tels que la pres sion d'injection varie proportionnellement au carré du débit, sont placés en haut de chaque culasse, et servent à l'introduction du com bustible directement dans le cylindre pen dant la phase d'aspiration. Ils sont reliés à l'aide des canalisations 10 à un distributeur rotatif 11.
Ce distributeur qui reçoit le com bustible d'une pompe unique 12 par l'inter médiaire de la canalisation 13, comprend un carter portant autant de bossages avec rac cords de départ de combustible 14 qu'il y a de cylindres à alimenter et présente intérieu rement un logement cylindrique dans lequel tourne un boisseau de distribution 15 actionné par l'arbre du moteur à la vitesse voulue, de façon que l'introduction de combustible ait lieu pour chaque cylindre au moment et pen dant la période voulue selon le cycle du moteur.
La pompe 12 est munie d'un dispositif régulateur de la pression du combustible comprenant une conduite de by-pass 16 dans laquelle est intercalée une soupape de com mande présentant un piston-tiroir de ré glage 17 soumis, d'une part, à la pression du combustible refoulé par la pompe et, d'autre part, à l'action d'une membrane 18 montée dans un carter qu'elle divise en deux compar timents. L'un de ces compartiments 18a est relié par une conduite au tube de Pitot 7 et l'autre est relié par une conduite 20 au tube de Pitot 8. Un ressort réglable 21 agit sur la membrane 18 dans le même sens que la pression transmisse par la conduite 20.
Le tout est agencé de façon que pour la marche nor male la pression du carburant fourni au dis tributeur par la pompe soit pratiquement di rectement proportionnelle à la différence des pressions agissant des deux côtés de la mem brane 18. La conduite reliant le comparti ment 18a au tube de Pitot 7 comprend deux tronçons, dont l'un, 19a, relie le comparti ment 18a à un canal d'étranglement 27, et l'autre, 19, relie ce canal d'étranglement 27 au tube de Pitot 7.
Entre la conduite 20 et le tronçon de conduite 19a est montée une con duite de by-pass<I>25b,</I> commandée par un tiroir 23 obturant plus ou moins une ouver ture de passage 25a. Le tiroir 23 est actionné par une capsule barométrique 24 disposée dans un carter 25 communiquant, par l'inter médiaire d'un canal 26, avec la conduite 20. La pression régnant dans le carter 25, et par conséquent la position du tiroir 23, sont donc fonction de la densité de l'air traversant le venturi 6.
Le tiroir 23, l'ouverture de pas sage 25a, le canal d'étranglement 27 et la capsule 24 sont agencés et dimensionnés de telle façon que la différence dpl des pressions agissant des deux côtés de la membrane 18 soit directement proportionnelle à la pression dynamique 4p de l'air traversant le venturi 6, le facteur de proportionnalité étant égal au rapport
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de la densité @o de l'air traver sant le venturi 6 à la densité oo de l'air au sol.
Dans ces conditions, il est facile de voir que le rapport du poids du combustible injecté au poids de l'air introduit dans les cylindres reste pratiquement constant pour tous les ré gimes normaux lorsque la pression de l'air d'alimentation varie, par exemple à la suite d'âne variation de l'altitude. Les injecteurs fonctionnant de façon intermittente, il est clair que, pour que la pression d'injection ; varie proportionnellement au carré du débit.
il faudra que le choix du diamètre et de la longueur des canalisations soit fait de façon à rendre les effets d'inertie dans le liquide négligeables par rapport aux pressions d'in jection choisies.
Dans l'installation qui vient d'être dé crite, l'injection s'opère pendant la phase d'aspiration, de sorte que la pression régnant dans les cylindres est parfaitement négligea ble en présence de la pression d'injection éle vée pendant la marche à pleine puissance. Pendant le régime de marche au ralenti, au contraire, la dépression qui se produit dans les cylindres favorise l'injection et détermine un enrichissement du mélange, cet enrichisse ment se trouvant encore accentué par l'action du ressort 21, qui appuie sur la membrane 18 et dont l'action se fait pleinement sentir pour ce régime seulement.
En effet, à plein régime, le débit de l'air introduit dans le moteur est élevé et sa. pression dynamique aussi; comme la surface de la membrane 18 est relativement grande, l'effort exercé sur la membrane par le ressort 21 à plein régime est donc faible par rapport à l'action de la pression dyna mique de l'air d'admission sur la membrane. Au contraire, au ralenti, la pression dynami que de l'air d'admission est très faible et son action sur la membrane est donc réduite; il en résulte que l'action du ressort de compen sation devient prépondérante dans la marche au ralenti.
On obtient de la sorte un enrichis sement du mélange pendant la marche à puis sance réduite, cet enrichissement augmentant légèrement à mesure que la puissance s'appro che du régime de marche au ralenti, ce que l'on recherche précisément.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 2, le distributeur rotatif est supprimé et remplacé par une commande mécanique, à came 28, agissant directement sur des poin teaux 29 disposés dans les injecteurs 9.
Pour le reste, l'installation est agencée et fonctionne de la même façon que l'installa tion de la fig. 1. Cette installation selon la fig. 2 convient particulièrement au cas des moteurs Diesel. Dans ce cas, en effet, les temps d'injection étant très courts, il y a lieu de réduire au minimum les effets d'inertie du liquide dans les canalisations.
Les installations décrites pourraient na turellement s'appliquer, sans modification, à l'alimentation de moteurs pourvus d'un com presseur refoulant dans la tuyauterie d'ad mission d'air.
Pour que le dosage du combustible reste constant dans le temps, il est évidemment nécessaire que les orifices des injecteurs soient parfaitement calibrés et qu'en outre, ces orifices ne changent pratiquement pas de dimensions en cours de fonctionnement. Or, dans les installations des fig. 1 et 2, les injecteurs débouchent dans la chambre à explosion, et sont donc soumis à de fortes élé vations de température, à l'action corrosive des gaz brûlés et ils peuvent être déformés par des dépôts de calamine ou d'huile brûlée.
Il pourra donc y avoir un grand intérêt, pour assurer de façon constante une variation cor recte du débit des injecteurs, à disposer ceux-ci dans les tubulures d'admission d'air.
Grâce à cette disposition, les injecteurs sont entièrement soustraits à l'influence de la chaleur des cylindres et à l'action des gaz enflammés, ils sont de plus à l'abri de tout encrassement par calamine et leurs caracté ristiques demeurent pratiquement invariables.
Ces injecteurs 9 peuvent être disposés, comme dans l'installation représentée à la fig. 3, chacun dans la conduite d'admission d'air 30 de chaque cylindre. A part cette dif férence, cette installation est identique à celle de la fig. 1. Les injecteurs de cette installa tion pourraient aussi être commandés cha cun directement par une commande mécani que ou autre, comme dans l'installation selon la fig. 2.
On pourra également, pour simplifier en core la construction et le fonctionnement, uti liser, comme dans l'installation représentée à la fig. 4, un seul injecteur ou groupe d'in jecteurs 31, placé dans la tubulure 5 d'aspi- ration d'air du moteur. Pour le reste, cette installation est la même que celle de la fig. 2. Dans cette installation, l'injecteur ou groupe d'injecteurs débite constamment dans la tu bulure.
Enfin, dans le cas d'un moteur à com presseur, l'injecteur ou groupe d'injecteurs peut être placé en aval du compresseur ou sur la volute même du compresseur, ce qui per met d'assurer un brassage énergique du mé lange air-carburant et, par conséquent, d'amé liorer son homogénéité.
Le régulateur de pression du combustible et le distributeur, ou l'un de ces deux dispo sitifs, peut être incorporé à la pompe 12. Au lieu de faire agir directement la pression dy namique de l'air sur le régulateur de la pompe, on pourrait aussi utiliser l'action d'un servomoteur, par exemple hydraulique, pneu matique ou électrique.
Process for supplying fuel to internal combustion engines and installation for implementing this process. The present invention relates to a method of supplying fuel to polycylindrical internal combustion engines by means of a single pump, provided with a regulator of the pressure of the delivered fuel, and at least one injector ali. lied by this pump,
characterized in that an injector of the type in which the injection pressure varies proportionally to the square of the flow rate is used and in that this injector is supplied with fuel directly by the pump at a pressure of Variable injection that is adjusted according to the dynamic pressure of the air introduced into the engine intake pipe.
The subject of the invention is also an installation for the implementation of this process, this installation being characterized in that the regulator of the pressure of the fuel delivered by the pump comprises a bypass device slaved to an organ. subjected to the dynamic pressure of the air introduced into the intake piping.
The drawing shows, by way of examples, four embodiments of an installation for carrying out the process according to the invention.
Figs. 1 to 4 each represent, dried matically, one of these embodiments. The installation shown in fig. 1 is mounted on a polycylindrical engine, two cylinders 1 of which are shown with their pistons 2 fitted with connecting rods 3. The air arrives in the cylinders 1 through valves 4 and an intake manifold 5 which comprises, at its inlet, a venturi 6 fitted with two Pitot tubes 7 and 8, one mounted in depression, and the other in pressure.
Injectors 9, which are such that the injection pressure varies proportionally to the square of the flow rate, are placed at the top of each cylinder head, and are used to introduce the fuel directly into the cylinder during the suction phase. They are connected using pipes 10 to a rotary distributor 11.
This distributor, which receives the fuel from a single pump 12 via the pipe 13, comprises a casing bearing as many bosses with fuel starting fittings 14 as there are cylinders to be supplied and has an interior. rement a cylindrical housing in which rotates a distribution valve 15 actuated by the motor shaft at the desired speed, so that the introduction of fuel takes place for each cylinder at the time and during the desired period according to the engine cycle .
The pump 12 is provided with a device for regulating the fuel pressure comprising a bypass line 16 in which is interposed a control valve having an adjustment piston-slide 17 subjected, on the one hand, to the pressure. pressure of the fuel delivered by the pump and, on the other hand, to the action of a membrane 18 mounted in a casing which it divides into two compartments. One of these compartments 18a is connected by a pipe to the Pitot tube 7 and the other is connected by a pipe 20 to the Pitot tube 8. An adjustable spring 21 acts on the membrane 18 in the same direction as the pressure transmitted. by pipe 20.
The whole is arranged so that for normal operation, the pressure of the fuel supplied to the distributor by the pump is practically directly proportional to the difference in the pressures acting on both sides of the membrane 18. The pipe connecting the compartment 18a Pitot tube 7 comprises two sections, one of which, 19a, connects compartment 18a to a throttling channel 27, and the other, 19, connects this throttle channel 27 to Pitot tube 7.
Between the pipe 20 and the pipe section 19a is mounted a bypass pipe <I> 25b, </I> controlled by a slide 23 which more or less obtains a passage opening 25a. The spool 23 is actuated by a barometric capsule 24 arranged in a housing 25 communicating, via a channel 26, with the pipe 20. The pressure prevailing in the housing 25, and consequently the position of the spool 23, are therefore a function of the density of the air passing through the venturi 6.
The spool 23, the pitch opening 25a, the throttle channel 27 and the capsule 24 are arranged and dimensioned in such a way that the difference dpl of the pressures acting on both sides of the membrane 18 is directly proportional to the dynamic pressure 4p of the air passing through the venturi 6, the proportionality factor being equal to the ratio
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from the density @o of the air passing through the venturi 6 to the density oo of the air on the ground.
Under these conditions, it is easy to see that the ratio of the weight of the fuel injected to the weight of the air introduced into the cylinders remains practically constant for all normal speeds when the pressure of the supply air varies, for example. as a result of donkey altitude variation. Since the injectors operate intermittently, it is clear that in order for the injection pressure; varies in proportion to the square of the flow.
the choice of the diameter and the length of the pipes must be made in such a way as to make the inertia effects in the liquid negligible compared to the injection pressures chosen.
In the installation which has just been described, the injection takes place during the suction phase, so that the pressure prevailing in the cylinders is perfectly negligible in the presence of the high injection pressure during the suction phase. running at full power. During the idling speed, on the contrary, the depression which occurs in the cylinders favors the injection and determines an enrichment of the mixture, this enrichment being further accentuated by the action of the spring 21, which presses on the membrane. 18 and whose action is fully felt for this regime only.
Indeed, at full speed, the flow of air introduced into the engine is high and its. dynamic pressure too; as the surface of the membrane 18 is relatively large, the force exerted on the membrane by the spring 21 at full speed is therefore low compared to the action of the dynamic pressure of the intake air on the membrane. On the contrary, at idle speed, the dynamic pressure of the intake air is very low and its action on the membrane is therefore reduced; as a result, the action of the compensating spring becomes predominant in idling.
In this way, an enrichment of the mixture is obtained during operation at reduced power, this enrichment increasing slightly as the power approaches idling speed, which is precisely what is sought.
In the embodiment shown in FIG. 2, the rotary distributor is removed and replaced by a mechanical control, with cam 28, acting directly on the pins 29 arranged in the injectors 9.
For the rest, the installation is arranged and operates in the same way as the installation of FIG. 1. This installation according to FIG. 2 is particularly suitable for diesel engines. In this case, in fact, the injection times being very short, it is necessary to reduce to a minimum the inertia effects of the liquid in the pipes.
The installations described could naturally be applied, without modification, to the supply of motors provided with a compressor discharging into the air intake piping.
In order for the fuel dosage to remain constant over time, it is obviously necessary that the orifices of the injectors be perfectly calibrated and that, moreover, these orifices practically do not change their dimensions during operation. Now, in the installations of FIGS. 1 and 2, the injectors open into the explosion chamber, and are therefore subjected to high temperature rises, to the corrosive action of the burnt gases and they can be deformed by deposits of scale or burnt oil.
There may therefore be a great advantage, in order to constantly ensure a correct variation in the flow rate of the injectors, in placing the latter in the air intake pipes.
By virtue of this arrangement, the injectors are entirely withdrawn from the influence of the heat of the cylinders and from the action of the ignited gases, they are moreover protected from any fouling by scale and their characteristics remain practically unchanged.
These injectors 9 can be arranged, as in the installation shown in FIG. 3, each in the air intake duct 30 of each cylinder. Apart from this dif ference, this installation is identical to that of fig. 1. The injectors of this installation could also each be controlled directly by a mechanical or other control, as in the installation according to fig. 2.
To further simplify the construction and the operation, it will also be possible to use, as in the installation shown in FIG. 4, a single injector or group of injectors 31, placed in the air intake pipe 5 of the engine. For the rest, this installation is the same as that of FIG. 2. In this installation, the injector or group of injectors constantly delivers into the bulb.
Finally, in the case of a compressor engine, the injector or group of injectors can be placed downstream of the compressor or on the compressor volute itself, which makes it possible to ensure vigorous mixing of the air mixture. -fuel and, consequently, to improve its homogeneity.
The fuel pressure regulator and the distributor, or one of these two devices, can be incorporated into the pump 12. Instead of making the dynamic pressure of the air act directly on the pump regulator, we could also use the action of a servomotor, for example hydraulic, pneumatic or electric tire.