Pompe à piston autorégulatrice, notamment pour l'injection de combustible L'invention est relative à une pompe à piston autorégulatrice, notamment pour l'injection de com bustible dans les moteurs à combustion interne, cette expression désignant aussi bien les moteurs à explo sion que les moteurs à combustion progressive (mo teurs Diesel et analogues), pompe dans laquelle le piston divise le cylindre correspondant en une chambre de pression et en une chambre de régulation et est actionné mécaniquement dans le sens qui contracte la chambre de compression (course d'aller) et par un dispositif de rappel élasti que dans l'autre sens (course de retour),
la chambre de pression comportant un conduit d'alimentation et un conduit de refoulement pour le débit utile de la pompe et la chambre de régulation comportant un conduit d'entrée et un conduit de sortie muni de moyens propres à freiner et/ou à retarder l'écoule ment du liquide qui le traverse de telle sorte qu'à partir d'une vitesse d'entraînement prédéterminée et à mesure que cette vitesse augmente,
la course de retour et par conséquent la course d'aller subsé quente du piston se raccourcissent et que le volume du liquide débité par cycle à travers le conduit de refoulement de la chambre de pression diminue.
La pompe selon l'invention est caractérisée par le fait que le conduit de sortie de la chambre de régu lation est raccordé au conduit d'alimentation de la chambre de pression et comporte des moyens propres à empêcher le reflux du liquide depuis la chambre de pression lors de la course d'aller du piston, le con duit d'entrée de la chambre de régulation étant relié à une source du liquide à débiter.
Les fia. 1, 2 et 3 des dessins ci-annexés mon trent chacune, en coupe schématique, un exemple d'exécution de la pompe selon l'invention. On dispose le piston 1 dans un cylindre 2 qu'il sépare en deux compartiments 2a (chambre de pres sion) et 2b (chambre de régulation) et on soumet alternativement ce piston, d'une part à l'action de moyens mécaniques propres à le déplacer positive ment dans le sens qui contracte la chambre de pres sion (course d'aller, vers le haut des figures), le piston refoulant ainsi à l'extérieur le combustible contenu dans le compartiment 2a, et d'autre part à l'action d'un dispositif de rappel propre à déplacer le piston dans le sens contraire du précédent (course de retour, vers.
le bas des figures), le piston refou lant ainsi le liquide contenu dans le compartiment 2b à travers un orifice 3 propre à freiner et/ou à retarder le retour du piston.
On relie le compartiment 2a à l'injecteur ou aux injecteurs par un canal 4 avantageusement pourvu d'un clapet antiretour 5 et on constitue le dispositif de rappel par un ressort hélicoïdal 6 travaillant à la compression et logé dans le compartiment 2a.
On constitue avantageusement les susdits moyens mécaniques par une came 7 montée sur un arbre 8 (fig. 3) entraînée à une vitesse proportionnelle à celle du moteur et on intercale entre cette came et le pis ton un renvoi constitué par un poussoir 9, guidé en translation dans un alésage 10 traversant le fond du compartiment 2b, et par un coulisseau 11 maintenu par un ressort 12 au contact de la came 7, ce cou- lisseau comportant un galet 13.
Le poussoir 9 peut, soit faire corps avec le piston 1 (fig. 1), soit être constitué par un élément séparé prenant appui sur le fond du piston 1 (fig. 2 et 3). De toute façon, le jeu entre le poussoir 9 et l'alésage 10 est choisi suf fisamment petit, compte tenu de la longueur de l'alé sage 10 et de la pression dans le compartiment 2b, pour qu'il ne se produise pas de fuite à cet endroit.
Bien entendu, on pourrait remplacer le renvoi représenté par tout autre renvoi mécanique équiva lent, et par exemple substituer au coulisseau 11 un levier coudé monté sur un axe de pivotement au niveau de son coude et prenant appui par une extré mité sur la came 7 et par l'autre sur le poussoir 9.
En ce qui concerne l'orifice 3, on le place sur un canal de transfert 14 reliant le compartiment 2b au compartiment 2a et servant à alimenter ce dernier en combustible, le compartiment 2b étant lui-même alimenté par un canal 15, pourvu d'un clapet anti- retour 16, relié à une source appropriée telle qu'une pompe à basse pression dite pompe de pied .
Le diamètre du piston étant le même sur ses deux faces, on conçoit que le volume qu'il déplace dans le compartiment 2a est supérieur à celui qu'il déplace dans le compartiment 2b en raison de la présence, dans celui-ci, du poussoir 9 (fig. 1). Par conséquent, quelle que soit la course du piston 1, le compartiment 2a est toujours incomplètement rem pli.
Pour remédier à cet inconvénient, il est avan tageux de munir le piston 1, du côté opposé au pous= soir 9, d'un appendice 17 (fig. 2 et 3) ayant la même section que le poussoir 9 et se déplaçant dans un alésage 18 ouvert de préférence à l'extérieur par un évent 19. Bien.ente.ndu, l'ajustage de l'appendice 17 dans son alésage 18 est tel qu'il empêche toute fuite vers l'extérieur du compartiment 2a.
Pour limiter la partie active de la course de refoulement du piston 1, on munit celui-ci d'une gorge 20 communiquant, à l'aide d'un canal longitu dinal 21, avec le compartiment 2a, cette gorge venant communiquer avec un canal de décharge 22 avant que le piston 1 n'arrive au bout de sa course de refoulement.
On peut, selon une première solution, agencer l'orifice 3 de manière qu'il freine, sans retarder son début, le mouvement de retour que le piston accom- plit, sous l'action du ressort 6, et donner à cet effet audit orifice une section restreinte (fig. 1 et 2). Un tel orifice étant en général ouvert en permanence, il est nécessaire de prévoir des moyens pour empêcher le reflux, par le canal 14, du combustible contenu dans le compartiment 2a, ces moyens étant consti tués par un clapet antiretour 23.
Comme montré sur les fig. 1 et 2, l'orifice res treint 3 peut être limité par une vis-pointeau 24 qui peut, soit être réglée manuellement une fois pour toutes, soit être commandée automatiquement en fonction de la vitesse du moteur par un régulateur approprié tel qu'un régulateur centrifuge ou un régu lateur hydraulique sensible à une pression variant avec ladite vitesse.
Le fonctionnement des pompes représentées aux fig. 1 et 2 est le suivant. Supposons que le piston 1 se trouve initialement à la position basse représentée sur ces figures. La came 7 soulève le galet 13 et le coulisseau 11 qui soulève lui-même, par l'intermé diaire du poussoir 9, le piston 1. Ce dernier com- prime le ressort 6 en expulsant le liquide contenu dans le compartiment 2cc vers le ou les injecteurs à travers le clapet 5 (le clapet 23 étant fermé par la pression).
Pendant ce temps, le compartiment 2b qui aug mente de volume est rempli par le combustible qui arrive par le clapet 16. L'injection s'arrête quand la gorge 20 vient en communication avec le canal de décharge 22, ce qui fait tomber la pression dans le compartiment 2a, par l'intermédiaire du canal 21. Le piston 1 monte encore un peu, la gorge 20 res tant en communication avec le canal 22.
Puis le piston 1 s'arrête et redescend. A ce mo ment, le combustible est transféré du compartiment <I>2b</I> dans le compartiment 2a par l'intermédiaire du canal 14 en traversant l'orifice restreint 3.
Cet orifice restreint temporise la descente du piston 1 qui est repoussé par le ressort 6 à une vitesse inférieure à celle du coulisseau 11. Celui-ci, au moins à partir d'une certaine vitesse de la pompe, a le temps d'atteindre son point bas et de remonter avant que le piston 1 soit venu reposer sur sa butée inférieure. Le coulisseau 11 rencontre donc le pous soir 9 en train de redescendre, ce qui arrête le trans fert par le canal. 14 et donne le départ à une injec tion nouvelle.
Plus la vitesse de la pompe augmente, plus haut le poussoir 9 est rencontré dans sa course de descente. par le coulisseau 11 et plus courte est la course de refoulement subséquente du piston 1. La pompe est donc autorégulatrice.
A l'effet de régulation décrit ci-dessus peut se combiner celui dû à la variation de section de l'ori fice 3, variation déterminée, comme dit plus haut, par un régulateur asservi à la vitesse du moteur.
Selon une seconde solution (fig. 3), on agence l'orifice 3 de manière qu'il retarde le début du mou vement de retour du piston 1 par rapport au mo ment où le coulisseau 11 cesse d'agir sur celui-ci par l'intermédiaire du poussoir 9.
On peut, à cet effet, réaliser l'orifice 3 en fai sant coopérer avec le canal 14 la gorge 25a d'un tiroir 25 qui est armé à chaque course de refoule ment du piston 1 à l'encontre de moyens de rappel constitués par un ressort 26 et dont le retour, dû à l'action des moyens de rappel, est temporisé par le fait qu'il refoule alors du liquide à travers un étran glement 27. L'armement de ce tiroir peut être réa lisé par des moyens mécaniques analogues à ceux qui commandent la course de refoulement du piston 1.
A cet effet, comme montré à la fig. 3, on peut caler sur l'arbre 8 une deuxième came 28 agissant sur le tiroir 25 par l'intermédiaire d'un poussoir coulissant 29. Le liquide de temporisation agissant sur le piston 25 peut être introduit dans un cylindre 30, par un canal 31, sous un piston 32 solidaire du tiroir 25, et expulsé par ce piston à l'aide d'un canal 33 sur lequel est prévu le susdit étranglement 27. Le fonctionnement d'ensemble de la pompe de la fig. 3 est analogue à celui des pompes des fig. 1 et 2.
Toutefois, au lieu que le piston 1 amorce son mouvement de descente en même temps que le cou- lisseau 11, comme dans le cas des fig. 1 et 2, le piston 1 n'amorce ici son mouvement de descente qu'une fois que la gorge 25a du tiroir 25 commence à assurer la continuité du canal 14.
Self-regulating piston pump, in particular for fuel injection The invention relates to a self-regulating piston pump, in particular for fuel injection in internal combustion engines, this expression designating both combustion engines and progressive combustion engines (diesel engines and the like), a pump in which the piston divides the corresponding cylinder into a pressure chamber and a regulating chamber and is actuated mechanically in the direction which contracts the compression chamber (stroke of forward) and by an elastic return device in the other direction (return stroke),
the pressure chamber comprising a supply duct and a discharge duct for the useful flow of the pump and the regulation chamber comprising an inlet duct and an outlet duct provided with means suitable for braking and / or delaying the 'flow of the liquid passing through it such that from a predetermined drive speed and as this speed increases,
the return stroke and consequently the subsequent stroke of the piston are shortened and the volume of the liquid delivered per cycle through the discharge duct of the pressure chamber decreases.
The pump according to the invention is characterized in that the outlet duct of the regulation chamber is connected to the supply duct of the pressure chamber and comprises means suitable for preventing the backflow of the liquid from the pressure chamber. during the forward stroke of the piston, the inlet duct of the regulation chamber being connected to a source of the liquid to be delivered.
The fia. 1, 2 and 3 of the accompanying drawings each show, in schematic section, an exemplary embodiment of the pump according to the invention. The piston 1 is placed in a cylinder 2 which it separates into two compartments 2a (pressure chamber) and 2b (regulation chamber) and this piston is alternately subjected, on the one hand to the action of mechanical means specific to move it positively in the direction that contracts the pressure chamber (forward stroke, upwards in the figures), the piston thus pushing the fuel contained in compartment 2a to the outside, and on the other hand to the 'action of a return device suitable for moving the piston in the opposite direction to the previous one (return stroke, towards.
the bottom of the figures), the piston thus returning the liquid contained in the compartment 2b through an orifice 3 suitable for braking and / or delaying the return of the piston.
The compartment 2a is connected to the injector or to the injectors by a channel 4 advantageously provided with a non-return valve 5 and the return device is constituted by a helical spring 6 working in compression and housed in the compartment 2a.
The aforesaid mechanical means are advantageously constituted by a cam 7 mounted on a shaft 8 (FIG. 3) driven at a speed proportional to that of the motor and between this cam and the udder is interposed a return constituted by a pusher 9, guided in translation in a bore 10 passing through the bottom of the compartment 2b, and by a slide 11 held by a spring 12 in contact with the cam 7, this slide comprising a roller 13.
The pusher 9 can either be integral with the piston 1 (fig. 1), or be constituted by a separate element resting on the bottom of the piston 1 (fig. 2 and 3). In any case, the clearance between the pusher 9 and the bore 10 is chosen to be small enough, taking into account the length of the bore 10 and the pressure in the compartment 2b, so that no damage occurs. leak there.
Of course, one could replace the return represented by any other equivalent mechanical return slow, and for example replace the slide 11 with an angled lever mounted on a pivot pin at its elbow and supported by one end on the cam 7 and the other on pusher 9.
As regards the orifice 3, it is placed on a transfer channel 14 connecting the compartment 2b to the compartment 2a and serving to supply the latter with fuel, the compartment 2b itself being supplied by a channel 15, provided with a non-return valve 16, connected to an appropriate source such as a low pressure pump called a foot pump.
The diameter of the piston being the same on both sides, it can be seen that the volume which it displaces in compartment 2a is greater than that which it displaces in compartment 2b due to the presence, in the latter, of the pusher. 9 (fig. 1). Consequently, whatever the stroke of the piston 1, the compartment 2a is always incompletely filled.
To remedy this drawback, it is advantageous to provide the piston 1, on the side opposite the push-button 9, with an appendix 17 (fig. 2 and 3) having the same section as the push-button 9 and moving in a bore 18 preferably open to the outside by a vent 19. Bien.ente.ndu, the fitting of the appendix 17 in its bore 18 is such that it prevents any leakage to the outside of the compartment 2a.
To limit the active part of the delivery stroke of the piston 1, the latter is provided with a groove 20 communicating, by means of a longitudinal channel 21, with the compartment 2a, this groove coming into communication with a channel discharge 22 before piston 1 reaches the end of its delivery stroke.
It is possible, according to a first solution, to arrange the orifice 3 so that it slows down, without delaying its start, the return movement which the piston performs, under the action of the spring 6, and for this purpose give said orifice a restricted section (fig. 1 and 2). Since such an orifice is generally permanently open, it is necessary to provide means to prevent the back flow, through channel 14, of the fuel contained in compartment 2a, these means being constituted by a non-return valve 23.
As shown in fig. 1 and 2, the restricted orifice 3 can be limited by a needle screw 24 which can either be manually adjusted once and for all, or be controlled automatically according to the speed of the engine by an appropriate regulator such as a centrifugal regulator or a hydraulic regulator responsive to a pressure varying with said speed.
The operation of the pumps shown in fig. 1 and 2 is as follows. Suppose that the piston 1 is initially in the low position shown in these figures. The cam 7 lifts the roller 13 and the slide 11 which itself lifts, by the intermediary of the pusher 9, the piston 1. The latter compresses the spring 6 by expelling the liquid contained in the compartment 2cc towards the or the injectors through the valve 5 (the valve 23 being closed by pressure).
During this time, the compartment 2b which increases in volume is filled with the fuel which arrives through the valve 16. The injection stops when the groove 20 comes into communication with the discharge channel 22, which causes the pressure to drop. in the compartment 2a, via the channel 21. The piston 1 rises a little further, the groove 20 remains in communication with the channel 22.
Then piston 1 stops and goes back down. At this time, the fuel is transferred from compartment <I> 2b </I> to compartment 2a via channel 14, passing through restricted orifice 3.
This restricted orifice delays the descent of the piston 1 which is pushed back by the spring 6 at a speed lower than that of the slide 11. The latter, at least from a certain speed of the pump, has time to reach its speed. low point and back up before piston 1 has come to rest on its lower stop. The slide 11 therefore meets the pous evening 9 in the process of going down, which stops the transfer by the channel. 14 and gives the start to a new injec tion.
The higher the speed of the pump, the higher the pusher 9 is encountered in its downward stroke. by the slide 11 and shorter is the subsequent delivery stroke of the piston 1. The pump is therefore self-regulating.
The regulation effect described above can be combined with that due to the variation in the cross section of the orifice 3, variation determined, as said above, by a regulator slaved to the speed of the engine.
According to a second solution (fig. 3), the orifice 3 is arranged so that it delays the start of the return movement of the piston 1 relative to the moment when the slide 11 ceases to act on the latter by through push-button 9.
For this purpose, the orifice 3 can be made by making the groove 25a of a slide 25 which is loaded with each delivery stroke of the piston 1 against the return means constituted by the channel 14. a spring 26 and the return of which, due to the action of the return means, is delayed by the fact that it then discharges liquid through a clamp 27. The cocking of this drawer can be carried out by means Mechanics similar to those which control the delivery stroke of piston 1.
For this purpose, as shown in fig. 3, it is possible to wedge on the shaft 8 a second cam 28 acting on the spool 25 by means of a sliding pusher 29. The timing liquid acting on the piston 25 can be introduced into a cylinder 30, via a channel 31, under a piston 32 integral with the slide 25, and expelled by this piston by means of a channel 33 on which the aforesaid constriction 27 is provided. The overall operation of the pump of FIG. 3 is similar to that of the pumps of FIGS. 1 and 2.
However, instead of the piston 1 initiating its downward movement at the same time as the slide 11, as in the case of FIGS. 1 and 2, the piston 1 here begins its downward movement only once the groove 25a of the spool 25 begins to ensure the continuity of the channel 14.