Dispositif d'injection de moteur à combustion interne. Cette invention a pour objet un dispositif d'injection de combustible de moteur à com bustion interne, comprenant une pompe à pis ton plongeur commandé par un piston moteur actionné dans un sens par un fluide de com mande et dans l'autre par un ressort..
Ce dispositif est caractérisé selon l'inven tion, en ce que les deux pistons susdits for ment un ensemble se déplaçant. d'une seule pièce, et en ce due le piston de la. pompe constitue en même temps un tiroir comman dant la communication entre le cylindre de la pompe et l'injecteur de façon à inter rompre 1e refoulement du combustible vers l'injecteur avant la fin de la course de refou lement,
le tout étant agencé de façon que l'ensemble des pistons soit ftleiné par un coussin de combustible contenu dans le cylindre de la pompe à la fin de la course correspondant au refoulement de la pompe et par tut coussin de fluide de commande con tenu dans une chambre du cylindre dans le quel travaille le piston moteur à la fin de la course correspondant, à l'aspiration de la pompe.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'in vention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue de détail d'une va riante. Les fig. 3 à 7 sont des figures schémati ques représentant le fonctionnement du pis ton de la pompe de cette forme d'exécution.
Le dispositif représenté fonctionne sous l'action des gaz contenus dans la chambre de combustion du moteur qu'il alimente en com bustible. Il comprend un corps 10 qui con tient dans sa partie supérieure (fig. 1) une pompe à. combustible et dans sa partie infé rieure les organes moteurs actionnant cette pompe. De cette façon, la partie supérieure est refroidie par le combustible arrivant à la pompe. A l'intérieur du corps 10 se trouve fixée une bague 11 solidaire d'un manchon de guidage 22 et constituant une butée pour un ressort 12 qui porte sur un piston moteur 13 se déplaçant dans un cylindre comprenant.
une paroi latérale constituée par la paroi du corps 7.0 et un fond constitué par un bouchon 15 vissé dans l'extrémité du corps 10. Le bou chon est muni d'un orifice central 15a par lequel la chambre de travail l.-1 du cylindre du piston moteur 13 communique avec la chambre de combustion du moteur à combus tion interne. A travers l'orifice 15a fait sail lie, quelle que soit la position du piston 13, un prolongement conique 16 de ce piston<B>13</B> qui porte à son extrémité un injecteur 17.
La pompe à combustible présente un piston plon geur 19 qui est en une pièce avec le piston moteur 13 et est constitué par un prolonge ment axial de ce piston 13. Un canal de refoulement 18 aboutissant, à l'injecteur 17 traverse le prolongement 16 et le piston 13 et s'étend axialement dans le piston 19. Une goupille de guidage 20 s'étend entre la jupe du piston 13 et sa tige et pénètre dans une fente 21 pratiquée dans le manchon 22 pour empêcher l'ensemble des pistons 13 et 19 de tourner pendant son déplacement.
Un tampon élastique 23 est situé dans l'espace compris entre la jupe du piston 13 et la tige de ce dernier et constitue un moyen de sécurité pour arrêter l'ensemble mobile en fin de course de refoulement et ainsi empê cher qu'il ne se détériore.
Entre la bagne 11 et un collier fileté 29 est serré un manchon 24 logé dans le corps 10 et muni de portées 25 prenant appui sur le corps 10 et .de lumières 26 constituant une communication entre un raccord d'alimenta tion en .combustible 27 et une chambre annu laire 28 formée dans le manchon 24.
Dans le manchon 24 est engagé le cylin dre 30 de la pompe à combustible dans lequel le piston plongeur 19 se déplace. Ce cylindre peut être déplacé ang-zlairement autour de son axe au moyen d'un levier 31 fixé à une tête 32 qui est goupillée au cylindre 30 en 33. Un écrou 34, vissé sur l'extrémité supé rieure du cylindre 30 et sur la tête 32, porte sur le manchon 24 et maintient une bride 35 du cylindre contre l'extrémité inférieure du manchon.
Une lumière d'admission de com bustible 36 relie la chambre 28 et le cylindre, et un canal de refoulement 37, pratiqué dans la paroi du cylindre de la pompe, sert à relier la chambre de travail de ce cylindre au canal de refoulement 18 -par l'intermédiaire d'une gorge 43 ménagée clans le piston plongeur. Une lumière de décharge 38 est aussi. pra tiquée dans le cylindre 30 juste au-dessous du niveau de la lumière d'admission 36. Un conduit de purge 39 est pratiqué .dans la tête 32, il est normalement fermé par un bouchon 40.
Le piston plongeur 19 présente une tête munie d'une arête hélicoïdale 41. On voit ainsi qu'en déplaçant. le cylindre 30 angu- lairement par rapport au piston 19, la posi tion du point de la course de refoulement en lequel la lumière d'admission 36 est recou verte par ce piston peut être modifiée. De cette façon, on peut faire varier la quantité de combustible fourni à l'injecteur et le moment du début de l'injection. Le canal 18 communique à son extrémité supérieure avec un canal transversal 42 s'ouvrant dans la gorge 43.
Le fonctionnement du dispositif décrit est 1e suivant: Lorsque l'ensemble mobile formé par le piston moteur 13 et le piston plongeur 19 se trouve à la fin de sa. coursé de rappel et ainsi au début de la. course d'injection, la. pression à l'intérieur de la chambre de travail 14 augmente lentement. avec la pression dans la chambre de combustion jusqu'à ce que la.
force exercée par le ressort 12 soit surmontée. Le piston moteur 13 et le piston plongeur 19 commencent alors la course de refoulement, le piston 19 se,déplaçant à partir de la position représentée à la fig. 3 jusqu'à, ce que l'arête hélicoïdale 41 de la tête du piston 19 recouvre la lumière d'admission 36 (fig. 4), point au quel l'injection de combustible commence, le combustible étant chassé par le canal de re foulement 37, une lumière 47, la gorge 43 et.
à, travers le canal transversal 42, le canal de refoulement 18 et une soupape à bille 48 pour parvenir à l'injecteur 17.
L'injection de combustible continue jus qu'à ce que la gorge 43 découvre la lumière de décharge 38 communiquant avec l'espam 28 (fig. 5) mettant ainsi les canaux 37 et 18 en communication avec cette lumière. Ceci a. pour résultat de faire tomber la pression à l'intérieur des canaux de refoulement 18 et 37 et du cylindre de pompe et l'injection s'arrête.
Le mouvement vers le liait de l'ensemble des pistons se poursuivant, le bord inférieur de la gorge 43 recouvre la lumière 47 (fig. 6) de façon que le combustible soit enfermé dans le cylindre et le canal de refoulement 37 et constitue un coussin h@-draulique freinant la fin de la course de refoulement de l'ensemble des pistons. De cette manière, l'ensemble des pistons n'est pas soumis à un choc violent' en fin de course.
(Dans le cas où le cylindre serait vide, l'ensemble des pistons est arrêté par le contact du tampon élastique 23 avec l'extrémité du manchon 22 solidaire de la bague 11).
L'ensemble des pistons est alors au début de la course de rappel.
Lorsque la pression à l'intérieur de la chambre de combustion diminue, les gaz s'échappent de la chambre de travail 14 par l'orifice central 15a, la section de passage di minuant. progressivement au fur et à mesure du déplacement. de l'ensemble des pistons. De cette façon, il se forme dans la chambre de travail un coussin de gaz qui freine l'en semble des pistons qui vient finalement. s'arrê ter doucement contre la butée 45 à l'extré mité de sa course de rappel.
Pendant la course de rappel, un vide se forme dans le cylindre de pompe et le com bustible est aspiré dans ce dernier par la lu mière 36 et aussi quelque peu par la lumière de décharge 38 et le canal 37 jusqu'à ce que la lumière de décharge 38 soit fermée par la tête du piston 19.
Au moment du départ, le cylindre de pompe peut être rempli en ouvrant le bou chon 40 et en injectant, du combustible par les lumières d'admission 36 par gravité ou sous pression en permettant à l'air de s'échap per par le conduit de purge 39.
La fig. 7 représente une position du cylin dre 30 pour laquelle aucune injection n'a lieu, l'arête hélicoïdale de la tête du piston 19 ne recouvrant pas la lumière d'admission 36 avant que la lumière de décharge 38 soit<B>dé-</B> couverte.
La variante représentée à la fi-. 2 com prend une soupape à aiguille 50 présentant une tige plus large 51 et montée à l'intérieur de la tête 32, qui présente une légère modifi cation par rapport. à la tête 32 du dispositif de la fig. 1. La soupape à aiguille 50 est normalement appliquée contre un siège entou rant un orifice d'échappement 52 faisant. com muniquer le cylindre de pompe et. le canal 37, par un ressort. 53, dont la tension peut être réglée à l'aide d'une vis butée 54. Pour le reste, cette variante est identique au dispo sitif représenté à, la fig. 1.
Grâce à la sou pape 50, le combustible ne peut pas être fourni à l'injecteur avant que la pression dans le cylindre soit suffisante pour surmon ter l'action du ressort 53. Lorsque la soupape 50 est. dégagée de l'orifice 52, la pression du combustible agit sur l'extrémité de la tige plus large 51 et. assure un soulèvement rapide de la soupape.
Le dispositif représenté est de construc tion simple et compacte, les risques de dété rioration de l'ensemble des pistons sont consi dérablement. réduits du fait de l'amortisse ment hydraulique prévu à l'extrémité de la course d'injection du combustible et. à l'étran glement de l'écoulement des gaz pour régler la course de retour. Les dimensions du piston 13 et de la chambre de travail 14 doivent être très soi gneusement déterminées pour obtenir le fonc tionnement le plus favorable.
Ainsi, par exemple, pour assurer l'amor tissement efficace de l'ensemble des pistons à l'extrémité de sa course de rappel et en même temps pour assurer la communica tion entre la chambre de travail 14 et la chambre de combustion du moteur alimenté par le dispositif, dans toutes les conditions de fonctionnement, on a trouvé que lorsque le piston 13 se trouve à l'extrémité de sa course de rappel (position dans laquelle sa face infé rieure porte contre l'épaulement 45 constitué par le bouchon 15), la surface libre de Pori- fice 15a doit.
de préférence être comprise entre le 0,5 et les 2% de la siuface du piston. Il n'est alors pas nécessaire d'utiliser des moyens auxiliaires pour supprimer la tension du ressort-12 au moment du départ. Grâce à.
la forme conique dit prolongement. 16, la sec tion de l'orifice 15a augmente pendant la course de refoulement, de façon que la pres sion à l'intérieur de la chambre 14 augmente rapidement pendant la période d'injection. Les meilleurs résultats sont obtenais si le pro longement conique 16 du dispositif décrit présente une conicité comprise entre 6,25 et 251/o.
On a aussi trouvé que l'espace mors; de la chambre de travail 14, c'est-à-dire le volume qu'a cette chambre lorsque les pistons se trou vent à la fin de la course de rappel, qui a un effet déterminant sur la température des gaz à l'intérieur de ladite chambre, sur la vitesse de déplacement de l'ensemble des pis tons et sur l'effet d'amortissement de ce der nier à l'extrémité de sa course de rappel, doit de préférence être compris entre les 5 et les 601/o du volume balayé par le piston mo teur 13.
Internal combustion engine injection device. This invention relates to a device for injecting fuel for an internal combustion engine, comprising a plunger pump controlled by a motor piston actuated in one direction by a control fluid and in the other by a spring. .
This device is characterized according to the invention, in that the two aforementioned pistons form a moving assembly. in one piece, and therefore the piston of the. the pump constitutes at the same time a slide controlling the communication between the cylinder of the pump and the injector so as to interrupt the delivery of fuel to the injector before the end of the delivery stroke,
the whole being arranged so that the assembly of the pistons is fleined by a fuel cushion contained in the cylinder of the pump at the end of the stroke corresponding to the delivery of the pump and by a cushion of control fluid contained in a cylinder chamber in which the motor piston works at the end of the corresponding stroke, to the suction of the pump.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the device according to the invention.
Fig. 1 is a longitudinal section of this embodiment.
Fig. 2 is a detail view of a variant. Figs. 3 to 7 are schematic figures showing the operation of the pump bottom of this embodiment.
The device shown operates under the action of the gases contained in the combustion chamber of the engine which it supplies with fuel. It comprises a body 10 which con holds in its upper part (Fig. 1) a pump. fuel and in its lower part the motor components actuating this pump. In this way, the upper part is cooled by the fuel arriving at the pump. Inside the body 10 is fixed a ring 11 integral with a guide sleeve 22 and constituting a stop for a spring 12 which bears on a motor piston 13 moving in a cylinder comprising.
a side wall formed by the wall of the body 7.0 and a bottom constituted by a plug 15 screwed into the end of the body 10. The plug is provided with a central orifice 15a through which the working chamber l.-1 of the cylinder of the engine piston 13 communicates with the combustion chamber of the internal combustion engine. Through the orifice 15a protrudes, whatever the position of the piston 13, a conical extension 16 of this piston <B> 13 </B> which carries at its end an injector 17.
The fuel pump has a plunger piston 19 which is in one piece with the motor piston 13 and is constituted by an axial extension of this piston 13. A delivery channel 18 leading to the injector 17 passes through the extension 16 and the piston 13 and extends axially in the piston 19. A guide pin 20 extends between the skirt of the piston 13 and its rod and enters a slot 21 made in the sleeve 22 to prevent the assembly of the pistons 13 and 19 to turn during its movement.
An elastic buffer 23 is located in the space between the skirt of the piston 13 and the rod of the latter and constitutes a safety means for stopping the movable assembly at the end of the discharge stroke and thus preventing it from falling. deteriorated.
Between the prison 11 and a threaded collar 29 is clamped a sleeve 24 housed in the body 10 and provided with bearing surfaces 25 bearing on the body 10 and .de lights 26 constituting a communication between a fuel supply connection .combustible 27 and. an annu lar chamber 28 formed in the sleeve 24.
In the sleeve 24 is engaged the cylinder dre 30 of the fuel pump in which the plunger 19 moves. This cylinder can be moved ang-zlairement around its axis by means of a lever 31 fixed to a head 32 which is pinned to the cylinder 30 at 33. A nut 34, screwed on the upper end of the cylinder 30 and on the head 32, bears on the sleeve 24 and maintains a flange 35 of the cylinder against the lower end of the sleeve.
A fuel inlet port 36 connects the chamber 28 and the cylinder, and a discharge channel 37, formed in the wall of the pump cylinder, serves to connect the working chamber of this cylinder to the discharge channel 18 - by means of a groove 43 formed in the plunger piston. A discharge light 38 is also. made in the cylinder 30 just below the level of the intake port 36. A purge duct 39 is made. in the head 32, it is normally closed by a plug 40.
The plunger 19 has a head provided with a helical ridge 41. It is thus seen by moving. With the cylinder 30 angularly with respect to the piston 19, the position of the point of the discharge stroke at which the inlet port 36 is covered by this piston can be changed. In this way, it is possible to vary the quantity of fuel supplied to the injector and the moment of the start of the injection. The channel 18 communicates at its upper end with a transverse channel 42 opening into the groove 43.
The operation of the device described is the following: When the movable assembly formed by the driving piston 13 and the plunger 19 is at the end of its. coursed encore and so at the beginning of the. injection stroke, the. pressure inside the working chamber 14 slowly increases. with the pressure in the combustion chamber until the.
force exerted by the spring 12 is overcome. The driving piston 13 and the plunger 19 then start the delivery stroke, the piston 19 moving from the position shown in FIG. 3 until the helical ridge 41 of the piston head 19 covers the intake port 36 (fig. 4), at which point fuel injection begins, fuel being expelled through the return channel. flow 37, a lumen 47, throat 43 and.
through, through the transverse channel 42, the delivery channel 18 and a ball valve 48 to reach the injector 17.
The injection of fuel continues until the groove 43 discovers the discharge port 38 communicating with the espam 28 (FIG. 5) thus placing the channels 37 and 18 in communication with this light. This has. as a result of releasing the pressure inside the discharge channels 18 and 37 and the pump cylinder and the injection stops.
As the movement of all the pistons continues towards the link, the lower edge of the groove 43 covers the opening 47 (fig. 6) so that the fuel is enclosed in the cylinder and the delivery channel 37 and constitutes a cushion. hydraulic brake at the end of the delivery stroke of all the pistons. In this way, the set of pistons is not subjected to a violent shock 'at the end of the stroke.
(If the cylinder is empty, all the pistons are stopped by the contact of the elastic buffer 23 with the end of the sleeve 22 integral with the ring 11).
All the pistons are then at the start of the recall stroke.
When the pressure inside the combustion chamber decreases, the gases escape from the working chamber 14 through the central orifice 15a, the passage section decreasing. gradually as you move. of all pistons. In this way, a gas cushion is formed in the working chamber which brakes the set of pistons which finally come. come to a stop gently against stop 45 at the end of its return stroke.
During the return stroke a vacuum is formed in the pump cylinder and fuel is sucked into the latter through light 36 and also somewhat through discharge lumen 38 and channel 37 until the lumen discharge 38 is closed by the piston head 19.
At the time of departure, the pump cylinder can be filled by opening the plug 40 and injecting fuel through the intake ports 36 by gravity or under pressure allowing air to escape through the duct. purge 39.
Fig. 7 shows a position of cylinder 30 for which no injection takes place, the helical edge of the piston head 19 not covering the intake port 36 before the discharge port 38 is <B> de- < / B> covered.
The variant shown in fi-. 2 com takes a needle valve 50 having a wider stem 51 and mounted inside the head 32, which has a slight modification compared. at the head 32 of the device of FIG. 1. The needle valve 50 is normally applied against a seat surrounding an exhaust port 52 thereby. com municate the pump cylinder and. channel 37, by a spring. 53, the tension of which can be adjusted using a stop screw 54. For the rest, this variant is identical to the device shown in, FIG. 1.
Thanks to the valve 50, fuel cannot be supplied to the injector until the pressure in the cylinder is sufficient to override the action of the spring 53. When the valve 50 is. released from the orifice 52, the fuel pressure acts on the end of the wider rod 51 and. ensures rapid lifting of the valve.
The device shown is of simple and compact construction, the risks of deterioration of all the pistons are considerable. reduced due to the hydraulic damping provided at the end of the fuel injection stroke and. throttle control to adjust the return stroke. The dimensions of the piston 13 and of the working chamber 14 must be very carefully determined in order to obtain the most favorable operation.
Thus, for example, to ensure effective damping of all the pistons at the end of its return stroke and at the same time to ensure communication between the working chamber 14 and the combustion chamber of the engine supplied. by the device, under all operating conditions, it has been found that when the piston 13 is at the end of its return stroke (position in which its lower face bears against the shoulder 45 formed by the stopper 15) , the free surface of Porifice 15a must.
preferably be between 0.5 and 2% of the piston surface. It is then not necessary to use auxiliary means to remove the tension of the spring-12 at the time of departure. Thanks to.
the conical shape says prolongation. 16, the section of the orifice 15a increases during the delivery stroke, so that the pressure inside the chamber 14 increases rapidly during the injection period. The best results are obtained if the conical extension 16 of the device described has a taper of between 6.25 and 251 / o.
We also found that the bit space; of the working chamber 14, i.e. the volume that this chamber has when the pistons are located at the end of the return stroke, which has a determining effect on the temperature of the gases inside of said chamber, on the speed of movement of all the udders and on the damping effect of the latter at the end of its return stroke, should preferably be between 5 and 601 / o the volume swept by the motor piston 13.