Pompe alternative autorégulatrice en fonction de la vitesse L'invention est relative à une pompe alternative autorégulatrice en fonction de la vitesse, notamment pour l'injection de combustible dans les moteurs à combustion interne, l'expression moteurs à com bustion interne englobant aussi bien les moteurs à explosion que les moteurs travaillant selon le procédé Diesel ou un procédé analogue.
On connaît déjà des pompes de ce genre dans les quelles la régulation du débit de la pompe en fonc tion de la vitesse est obtenue par variation de l'ali mentation de la pompe en fonction de la vitesse. Dans ces pompes, on retarde d'autant plus le com mencement du refoulement effectif de la pompe que le débit de la pompe diminue. Lorsqu'il s'agit d'une pompe d'injection pour un moteur, où le facteur de réglage est la vitesse du moteur, on réduit ainsi l'avance de l'injection pour les faibles charges du moteur.
La présente invention a pour but de rendre telles les pompes autorégulatrices du genre en question que le début de leur refoulement soit indépendant de l'importance du débit par course de refoulement.
La pompe alternative autorégulatrice selon l'in vention est caractérisée par le fait qu'elle comporte un premier piston entraîné avec une vitesse propor tionnelle à la vitesse constituant le facteur de réglage et assurant hydrauliquement, pendant sa propre course d'aller, la course d'aller et de refoulement d'un second piston qui provoque le débit vers l'exté rieur, hors de la chambre de pompe sur laquelle sont branchés les conduits d'alimentation et de refoule ment de la pompe, des moyens étant prévus pour assurer le remplissage de l'espace entre le premier piston et le second piston dès le début de la course d'aller dudit premier piston,
et que la course de re tour du second piston est provoquée par la pression avec laquelle le liquide à débiter par la pompe rentre dans la chambre de pompe à travers le conduit d'ali mentation de cette chambre, et qu'enfin des moyens sont prévus susceptibles de réduire, au moins à partir du moment où une vitesse déterminée est atteinte et en fonction de la vitesse, la quantité de liquide ren trant dans ladite chambre de pompe entre le moment où débute la course de retour du second piston et le moment où il commence une nouvelle course d'aller.
Un mode de réalisation de la pompe selon l'in vention est représenté par le dessin, à titre d'exemple. La figure unique de ce dessin montre, schéma tiquement et en coupe axiale, les parties essentielles d'une pompe destinée à l'injection de combustible dans un moteur.
On fait comporter à la pompe deux pistons 1 et 2 parmi lesquels le piston 1 sert à entraîner hydrau- liquement le piston 2 lors de la course de refoule ment de ce dernier qui constitue le piston de pompe proprement dit. Le piston 1 est lui-même entramé, pour accomplir ses courses d'aller et de retour dans son cylindre 3 par une came 4 avec une vitesse pro portionnelle à celle du moteur sur, lequel est montée la pompe pour assurer l'injection du combustible dans ce moteur, vitesse qui constitue le facteur de réglage.
La came, comme c'est usuel, produit posi tivement la course d'aller du piston 1, tandis qu'un ressort antagoniste 5 provoque la course de retour dudit piston.
On fait déboucher, dans le cylindre 3, un conduit d'alimentation 6 en un endroit tel de ce cylindre que ce conduit se trouve démasqué seulement lorsque le piston 1 est dans son point mort bas (voir la posi tion représentée par le dessin), tandis que l'embou chure de ce conduit dans le cylindre 3 est masquée --dès âprés le début-de la course d'aller (course ascen dante) du piston 1. Le liquide, amené par le con- duit d'alimentation dans le cylindre 3, est un liquide susceptible d'assurer l'accouplement hydraulique en tre les pistons 1 et 2.
Lorsqu'il s'agit d'une pompe d'injection de combustible, on peut, au moins dans certains cas, utiliser, comme liquide hydraulique, le combustible lui-même qui doit être débité par la pompe.
En ce qui concerne le piston 2, il travaille dans le cylindre de pompe 7 et forme, avec ce cylindre, l'espace de pompe proprement dit. Dans cet espace de pompe débouchent, d'une part, un conduit d'ali mentation 8 amenant le combustible à débiter par la pompe et, d'autre part, un conduit de refoulement 9 muni avantageusement d'une soupape de retenue 10. L'extrémité inférieure du cylindre 7 et l'extré mité supérieure du cylindre 3 communiquent cons tamment l'une avec l'autre, par exemple par une ouverture 11 prévue dans une cloison entre ces deux cylindres, cette cloison constituant l'appui pour un ressort relativement faible 12 qui agit sur le piston 2 dans le sens dans lequel il accomplit sa course de refoulement.
En outre, il est prévu, sur le cylindre 7, un conduit d'échappement 13 qui est démasqué par la face inférieure du piston 2 lorsque celui-ci accom plit, pendant la course d'aller du piston 1, sa propre course de refoulement sous l'effet de l'entraînement hydraulique du liquide renfermé dans l'intervalle entre les deux pistons 1 et 2. Dès que le piston 2 démasque le conduit 13, sa course de refoulement s'arrête.
Bien entendu, on prévoit des moyens dont il sera parlé plus explicitement ci-après qui, pendant la course de refoulement du piston 2, ferment le con duit d'alimentation 8 pour que le combustible rem plissant le cylindre 7 soit refoulé pendant cette course à travers le conduit de refoulement 9 vers l'injecteur ou les injecteurs à l'alimentation desquels sert la pompe d'injection en question.
On assure la course de retour (course descen dante) du piston 2 - course qui a lieu pendant la course de retour du piston entraîneur 1 et/ou pen dant la période où ce piston entraîneur se trouve dans son point mort bas pour lequel il dégage le con duit 6 - par la pression du combustible qui est ame né, par l'intermédiaire du conduit 8, dans l'espace de pompe formé par la partie supérieure du cylindre 7.
Cette pression doit donc être supérieure à la pression du liquide hydraulique qui est amené par le conduit 6 et même supérieure à la somme de la pression de ce liquide hydraulique et de la force exercée, par le ressort 12, sur le piston 2. Le ressort 12 pourrait toutefois être remplacé par le simple frottement du piston 2 dans le cylindre 7.
De plus, on amène, par le conduit d'alimentation 6, une quantité suffisante de liquide hydraulique pour que l'intervalle entre les pistons 1 et 2 soit complè tement rempli de ce liquide au moment où le piston 1 commence sa course d'aller devant assurer la course de refoulement du piston 2. Enfin, on prévoit des moyens susceptibles-de réduire,-ën fonction-dë la vitesse, la quantité de combustible qui remplit la chambre de pompe prévue dans le cylindre 7, dans l'intervalle entre le début de la course de retour du piston 2 et le début de la course ascendante consé cutive du piston 1.
En ce qui concerne ces derniers moyens, un de leurs modes de réalisation particulièrement efficaces et leur conférant une grande précision est représenté par la figure selon laquelle ces moyens sont suscep tibles de retarder le début du mouvement de retour du piston 2 par rapport au début du mouvement de retour du piston 1.
Ces moyens comportent un tiroir 14 ou un organe de commande analogue intercalé dans le conduit d'alimentation 8 et commandé de façon telle que ce tiroir ferme le conduit d'alimenta tion 8 pendant le mouvement d'aller du piston 1 mais ne l'ouvre, avec un certain retard, qu'après le début de la course de retour du piston 1, ce retard étant de préférence ajustable. A cet effet, on dispose le tiroir 14 dans un cylindre 15 dans lequel ce tiroir est déplaçable à l'encontre d'un ressort 16, ce ressort ayant tendance à appliquer le tiroir 14 contre un épaulement 17. Lorsque le tiroir 14 se trouve appli qué contre cet épaulement, il ouvre, par sa gorge 18, le conduit 8.
De plus, on relie l'extrémité de la partie inférieure du cylindre 15, par un conduit 19 et par l'intermédiaire d'une soupape de retenue 20 interca lée dans un conduit 21 sur lequel est branché le conduit 19, à l'intérieur d'un cylindre 22 dans lequel travaille un piston 23 qui est avantageusement soli daire du piston 1 et constitue, avec ce dernier, un piston étagé. Dans ce cas, le ressort de rappel 5 peut être logé à l'intérieur du cylindre 22 et s'appuyer, par l'une de ses extrémités, contre le piston 23, tandis que son autre extrémité s'appuie contre le bâti de la pompe.
On fait déboucher, dans le cylindre 22, un con duit d'alimentation 24 qui est démasqué par le piston 23 lorsque celui-ci se trouve dans son point mort bas (voir la figure), de sorte que le cylindre 22 puisse se remplir de liquide. Ce liquide peut être le même que celui qui est amené, par le conduit 6, dans le cylindre 3, de sorte qu'on peut brancher les con duits 4 et 6 sur un seul et même conduit d'amenée de liquide 25.
De plus, on intercale, dans le conduit 21 - en aval de la soupape de retenue 20 et de l'en droit où le conduit 19 est branché sur le conduit 21 un étranglement 26, réglable à l'aide d'une vis poin teau 27, et avantageusement encore un organe obtu rateur 28 ayant la forme d'un tiroir à gorge qui fer me le conduit 21 aussi longtemps que le piston 23 accomplit avec le piston sa course d'aller.
Pour assu rer cette commande, le tiroir 28 est déplacé, de façon à fermer le conduit 21 par la pression régnant dans le cylindre 22 pendant la course d'aller du piston 23, cette pression étant amenée par un conduit 29 dans le cylindre 30 dans lequel est logé le tiroir 28, tan dis que ce tiroir est ramené dans la position pour laquelle il ouvre le conduit 21 (position représentée par la figure) à l'aide d'un ressort antagoniste 31. Par conséquent, lorsque le piston 23 accomplit sa course d'aller (course ascendante), il provoque simultanément la fermeture des conduits 8 et 21.
La montée du tiroir 14 s'arrête lorsque la face inférieure de ce cylindre dégage une encoche 32 prévue sur le tronçon 8a du conduit 8 qui se trouve en amont du tiroir 14, cette encoche permettant à l'excès du liquide refoulé par le piston 23 de s'échapper sans que cet excès puisse provoquer l'ouverture du con duit 8. L'ouverture de l'encoche 32 détermine donc la position supérieure du tiroir 14. Dans cette posi tion supérieure du tiroir 14, l'arête inférieure de la gorge 18 se trouve à une certaine distance au-dessus du conduit 8. Le tiroir 14 reste dans sa position supé rieure jusqu'au moment où les pistons 1 et 23 com mencent leur course de retour.
A ce moment, le tiroir 28 ouvre le conduit 21 et le tiroir 14 peut commen cer son mouvement descendant. Cependant, étant donné que l'arête inférieure de la gorge 18 se trouve à une certaine distance au-dessus du conduit 8, l'ou verture de ce dernier n'a pas lieu immédiatement au moment où les pistons 1 et 23 commencent leur course de retour. Il s'écoule un certain laps de temps avant que commence l'ouverture du conduit 8, ce laps de temps étant dû au freinage qui est exercé sur le tiroir 14 par le liquide que le tiroir 14 doit refouler pendant sa course descendante et qui doit s'échapper, en raison de la fermeture de la soupape de non-retour 20, à travers l'étranglement 26.
On obtient ainsi un retard dans le début de l'alimenta tion du cylindre 7 par rapport au début de la course de retour du piston 1, retard ajustable par une varia tion de la section libre de l'étranglement 26 et/ou par une variation de la compression du ressort 16 à l'aide de moyens non représentés dans le dessin.
Le fonctionnement de la pompe qui vient d'être décrite est le suivant Etant donné qu'au début de la course ascen dante du piston 1, l'intervalle entre celui-ci et le pis ton 2 est complètement rempli de liquide, la course de refoulement du piston 2 commence au moment où le piston 1 masque le conduit d'alimentation 6. Cette course de refoulement continue jusqu'au mo ment où le piston 2 dégage le conduit de décharge 13, le ressort 12 étant trop faible pour assurer une continuation de la course de refoulement (course ascendante) du piston 2.
Pendant cette course de refoulement, le tiroir 14 maintient fermé le conduit d'alimentation 8, de sorte que le liquide remplissant le compartiment supérieur (chambre de pompe) du cylindre 7 est refoulé dans le conduit 9 pendant ladite course ascendante du piston 2.
Au moment où le piston 1 commence sa course de retour (course descendante), le tiroir 14 maintient encore fermé le conduit d'alimentation 8, de sorte que le piston 2 reste dans sa position haute dans laquelle il est maintenu par le ressort 12 ou simple ment par son frottement dans le cylindre 7. C'est seulement au moment où le tiroir 14, au cours de sa descente ralentie, ouvre le conduit d'alimentation 8 que le combustible sous pression, qui arrive ainsi dans le cylindre 7, repousse le piston 2 vers le bas tout en assurant le remplissage de l'espace de pompe du cylindre 7.
Jusqu'à une vitesse déterminée d'entraînement du piston 1, le combustible arrivant par le conduit 8 a le temps, malgré le retard apporté à l'ouverture de ce conduit, de repousser le cylindre 2 d'un mon tant maximum, déterminé ou bien par la compression du ressort 12, ou bien par une butée, avant que le piston 1 commence sa nouvelle course d'aller provo quant la nouvelle course de refoulement du piston 2.
Par conséquent, la quantité de combustible débitée par la course de refoulement du piston 2 dans le conduit de refoulement 9 est maximum. Si, par con tre, la vitesse d'entrainement du piston 1, par suite d'une accélération du moteur sur lequel est montée la pompe d'injection en question, monte au-dessus de la susdite vitesse déterminée, le piston 1 com mence ses courses de refoulement avant que le com bustible, arrivant par le conduit d'alimentation 8, ait eu le temps de faire accomplir au piston 2 sa course de retour maximum.
Les courses de retour de ce pis ton seront d'autant plus courtes que la vitesse d'en traînement du piston 1 monte au-dessus de la vitesse déterminée susmentionnée. En d'autres termes, le volume de combustible, rentrant par le conduit 8 dans la chambre de pompe qui se trouve dans le cylindre 7 au-dessus du piston 2, est d'autant plus petit que la vitesse d'entrainement du piston 1 monte, étant donné que ce volume est proportionnel au temps compris entre l'ouverture du conduit 8 par le tiroir 14 et le départ de la course de refoulement du piston 2, départ coïncidant avec le début de la course d'aller du piston 1.
On obtient donc une autorégu lation sans modification du moment auquel débute l'injection car, quelle que soit la position du piston 2 dans le cylindre 7 au moment où le piston 1 com mence sa course d'aller, le piston 2 est toujours im médiatement entraîné dans le sens de sa course de refoulement, étant donné que l'intervalle entre les pistons 1 et 2 est toujours rempli de liquide au moment où le piston 1 commence sa course de re foulement et ferme le conduit d'alimentation 6.
Si, par exemple, au moment de la susdite vitesse déterminée à laquelle commence l'autorégulation, le temps, pendant lequel le conduit d'alimentation 8 est ouvert, est le '/io du temps qui s'écoule entre le début de la course de retour et le début de la course d'aller du piston 1, une augmentation de la vitesse de 10,1/o suffit pour arriver à une annulation com plète de la quantité de combustible débitée par la pompe et, par conséquent, à la coupure de l'injection.
On pourrait encore améliorer la finesse de la ré gulation de la pompe en faisant commander la vis pointeau 27, qui règle la section de l'étranglement 26, par un régulateur de vitesse de façon telle que la sec- tion--de, - Tétranglement diminue automatiquement -and la vitesse augmente.
Selon une variante non représentée dans le des sin, on remplace le retard qu'apporte le tiroir tem porisé 14 à l'ouverture du conduit d'alimentation 8, par un freinage obtenu par exemple par un étrangle ment intercalé dans le conduit 8 et dont la section pourrait être fixe ou pourrait être variable également en fonction de la vitesse, cet étranglement freinant l'arrivée du combustible à travers le conduit d'ali mentation 8.
Selon une autre variante, on pourrait freiner la vitesse de la course de retour du piston 2 en pré voyant, sur le compartiment inférieur du cylindre 7, un conduit de décharge comportant un étranglement, de préférence réglable en fonction de la vitesse, en intercalant dans ce conduit de décharge, un organe obturateur qui le ferme lorsque le piston 1 accomplit sa course d'aller et en montant, dans l'ouverture de communication 11, entre les cylindres 3 et 7, un clapet de non-retour qui permet l'écoulement du liquide uniquement dans le sens allant du cylindre 3 vers le cylindre 7.
Bien entendu, dans ce dernier cas, il faut que l'intérieur du cylindre 3 soit rempli de liquide, arri vant par le conduit 6, au moment où le piston 1 commence sa course d'aller pour que ce liquide, avec celui qui remplit la partie inférieure du cylindre 7, assure l'accouplement immédiat des pistons 1 et 2 dans le sens de leur course aller ou de refoulement, dès le début de la course aller du piston 1.
Il est évident que l'une ou l'autre de ces deux variantes permet d'obtenir l'effet voulu qui consiste à obtenir l'autorégulation de la quantité de combus tible admise dans la chambre de pompe du cylindre 7 en fonction de la vitesse sans modifier le début du refoulement et, par conséquent, l'avance de l'injection lorsque les quantités de combustible débitées injec tées diminuent.