Pompe alternative Les pompas alternatives à liquide comportent généralement un canal de décharge commandé par une soupape automatique à clapet propre à s'écarter de son siège à chaque cycle dès que la pression de refoulement dépasse une valeur maximum prédéter minée.
On sait que les pompes connues de ce genre pré sentent l'inconvénient suivant : dès que le clapet s'écarte de son siège, la pression de refoulement tombe brusquement en raison de l'ouverture du canal de décharge, ce qui referme la soupape, la pression monte de nouveau, le clapet s'ouvre, se ferme de nouveau, et ainsi de suite. L'alimentation du dispo sitif sur lequel est branchée la pompe n'est donc pas arrêtée franchement dès que la pression de refoule ment, en l'absence de soupape, risquerait de dépasser la valeur maximum susdite.
Dans le cas particulier où le dispositif en question est un injecteur, ce phé nomène indésirable est généralement appelé ba- vage .
L'invention a pour but de remédier à l'inconvé nient rappelé ci-dessus.
La pompe alternative selon l'invention, compor tant une soupape à clapet qui dégage un orifice de décharge lorsque la pression de refoulement de la pompe dépasse une valeur déterminée, ce qui provo que une chute de cette pression de refoulement, est caractérisée en ce que ledit clapet ouvre un deuxième orifice communiquant, d'une part, avec une source de liquide sous pression et, d'autre part, avec une chambre qui se trouve, lorsque la soupape est dans sa position d'ouverture, sous un épaulement solidaire du clapet de ladite soupape,
laquelle est ainsi main tenue dans sa position d'ouverture par le liquide sous pression amené dans cette chambre par le deuxième orifice. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de la pompe objet de l'in vention.
La fig. 1 montre, en coupe axiale schématique, une pompe à injection constituant la première forme d'exécution.
La fig. 2 montre un détail de la fig. 1 en une position de fonctionnement différente.
La fig. 3 enfin montre, semblablement à la fig. 1, une pompe à injection constituant la seconde forme d'exécution.
Chacune des pompes représentées au dessin et constituant une pompe d'injection de combustible, par exemple pour moteur Diesel, comporte un cylin dre 1 dans lequel travaille un piston 2 entraîné dans un mouvement de va-et-vient par n'importe quel moyen cinématique approprié, par exemple par une came non représentée. Sur les fig. 1 et 3, le piston 2 est représenté au voisinage de son point mort exté rieur (en l'occurrence le point mort bas).
Un canal d'alimentation 3, relié à un réservoir de combustible R, débouche dans le cylindre 1 à un niveau tel qu'il soit ouvert lorsque le piston est au point mort bas mais fermé par le piston lorsque celui-ci monte dans le cylindre.
Un canal de refoulement 4, relié à l'in- jecteur ou aux injecteurs (non montrés) du moteur, débouche dans le cylindre à un niveau tel qu'il soit ouvert, quelle que soit la position du piston, et une soupape 5 de non-retour, agencée éventuellement comme soupape de réaspiration, est disposée dans ce canal 4.
Cela étant, on, s'arrange pour obtenir, pendant la course de refoulement du piston, une augmenta tion de la pression du combustible refoulé par la pompe à mesure qu'augmente la course du piston 2 et l'on monte sur le trajet du combustible refoulé, et notamment sur la paroi terminale du cylindre 1, une soupape automatique dite de fuite 6a agencée de façon telle que, au moment où la pression du com bustible débité par la pompe atteint une valeur maxi mum déterminée, elle ouvre automatiquement, sous l'effet de cette pression,
un conduit de décharge 7, relié au réservoir R et de dimension telle que l'in jection soit arrêtée. L'augmentation de pression sus dite peut être due, d'une part, au fait que les moyens cinématiques (came ou analogue) qui entraînent le piston 2 accélèrent celui-ci le long de sa trajectoire et, d'autre part, à la perte de charge produite par l'injecteur.
On sait qu'on obtient ainsi une autorégulation car, dès que la vitesse du moteur augmente par suite d'une raison accidentelle ou fortuite, la pression de tarage de la soupape est atteinte pour une amplitude de course du piston 2 plus faible et la quantité de combustible injectée à chaque cycle diminue, ce qui tend à ramener le moteur à sa vitesse initiale.
La pression de tarage de la soupape 6a est déter- minée par un ressort 8 dont la tension initiale peut être réglée par un dispositif 9, par exemple à vis.
Lorsque le clapet 6 de la soupape 6a se soulève et dégage le canal de décharge 7, la pression tombe brusquement dans le cylindre 1, ce qui risque de refermer la soupape et de provoquer des oscillations ou battements de celle-ci qui se traduisent évidem ment par des phénomènes d'injection parasites ou bavages .
Pour remédier à cet inconvénient, on a déjà pro posé d'agencer la soupape de manière que la section sur laquelle agit le combustible sous pression aug mente brusquement dès que le clapet 6 se décolle de son siège (voir fig. 2), et ce en donnant au diamètre d de la partie obturatrice du clapet une valeur supé rieure à celle du diamètre dl d'un conduit<B>11</B> réunis sant le cylindre 1 au siège 10.
Mais cette solution ne fait qu'atténuer les phéno mènes indésirables en question. Pour supprimer com plètement ces phénomènes, on fait comporter à la pompe une chambre, limitée en partie par un épau lement solidaire du clapet 6, dans laquelle débouche un conduit 12 branché sur le refoulement de la pompe, ce conduit étant commandé par ladite sou pape de manière qu'il ne communique avec ladite chambre que lorsque le clapet est écarté de son siège 10.
Selon une solution avantageuse, on fait compor ter au clapet 6 deux parties cylindriques de diamè tres différents, guidées chacune dans des alésages 13 et 14 (fig. 2) de diamètres correspondants, l'alésage 14 de grand diamètre recevant le conduit 12 à un niveau tel que le débouché 12a de ce conduit se trouve obturé par la partie de grand diamètre (D) du clapet lorsque celui-ci est sur son siège (fig. 1 et 3),
et se trouve en regard de la partie de plus petit diamètre lorsque le clapet est écarté de son siège (fig. 2). La partié de petit diamètre est, de préfé rence, confondue avec la partie obturatrice susdite (diamètre a#, alors que la partie de grand diamètre (D) est située au-delà de la première par rapport au siège 10.
L'épaulement et la chambre susdite sont donc constitués, respectivement, par la surface de raccordement 15 entre les deux parties de diamètres différents du clapet, et par le volume annulaire 16 (fig. 2) qui est libéré par la soupape ouverte.
Il est, bien entendu, nécessaire de prévoir des moyens pour assurer le remplissage de la chambre 16 par du combustible sous pression dès l'ouverture du débouché 12a et pour permettre au combustible emprisonné dans la chambre 16 de s'évacuer au plus tard à la fin de la course de retour du piston 2 et, par conséquent, au clapet 6 de retomber sur son siège avant le début du refoulement consécutif.
Selon la première forme d'exécution (fig. 1 et 2), on constitue ces moyens en faisant partir du cylindre 1 le conduit 12, par un orifice 12b situé à un niveau tel qu'il soit obturé peu après que le conduit d'ali mentation 3 est lui-même obturé et l'on adjoint au conduit 12 un accumulateur de combustible sous pression propre à compenser l'augmentation du volume offert au combustible emprisonné dans le conduit 12 par suite de l'ouverture de la chambre 16.
L'accumulateur en question peut être constitué par un piston 17 logé dans une chambre 18 commu niquant en permanence avec le conduit 12, le piston 17 étant sollicité par un ressort 19.
L'ensemble est avantageusement complété par un conduit filiforme 20 reliant le dessous de l'épaule ment 15 au réservoir R, de préférence par l'inter médiaire du canal de décharge 7.
Le fonctionnement de la pompe montrée aux fig. 1 et 2 est le suivant : dans sa course de refoule ment, le piston 2, en se déplaçant vers le haut de la fig. 1 à partir de la position montrée, ferme d'abord le débouché du conduit d'alimentation 3 et refoule alors du combustible dans le conduit 12 dont l'ori fice 12a est alors fermé par la soupape 6a. Le piston 17 de l'accumulateur recule donc en comprimant le ressort 19 jusqu'à ce que l'orifice 12b soit obturé par le piston 2 de la pompe.
A ce moment, la cham bre 18 constitue une réserve de combustible sous pression.
Le piston 2 continuant à monter, le combustible est refoulé à travers la soupape 5 et l'injection com- mence puis se poursuit jusqu'au moment où la pres sion monte suffisamment (comme expliqué dans ce qui précède) pour soulever le clapet 6 (fig. 2), ce qui détermine la fin de l'injection, puisque le com bustible est alors refoulé par le canal de décharge 7. Dès que le clapet 6 se soulève, il démasque l'orifice 12a et le piston 17 refoule, grâce au ressort 19, le combustible depuis la chambre 18 jusqu'à la chambre 16, c'est-à-dire sous l'épaulement 15.
La soupape <I>6a</I> se trouve ainsi bloquée en position d'ouverture par une sorte de coin liquide ainsi inséré sous l'épau lement 15, ce qui remédie à l'inconvénient signalé ci-dessus. Le conduit 20 permet au combustible, qui aurait pu s'infiltrer sous l'épaulement 15 avant l'ouverture de la soupape, de s'évacuer sans provoquer un sou lèvement prématuré de celle-ci. Ce conduit est assez fin pour qu'il crée une contre-pression suffisante pour permettre au clapet 6 d'être maintenu soulevé au moins jusqu'au moment où le piston a terminé sa course ascendante utile.
Quand le piston 2 redescend, la soupape 6a com mence à redescendre, à moins qu'elle n'ait com mencé à le faire un peu plus tôt en raison des fuites par le conduit 20. Puis le piston 2 démasque l'ori fice 12b, le piston 17 de l'accumulateur et le clapet 6 sont repoussés sur leur siège par les ressorts 19 et 8 respectivement (fig. 1), et le cycle recommence.
Selon la seconde forme d'exécution, on constitue les moyens permettant au combustible de remplir la chambre 16 et de s'en évacuer avant le début de la course suivante de refoulement du piston 2, en fai sant partir du cylindre 1 le conduit 12 par un orifice 12c (fig. 3) situé à un niveau tel qu'il ne soit jamais masqué par le piston 2, en établissant dans le conduit 12 un clapet anti-retour 21 et en munissant la cham bre 16 d'un canal de fuite 22 à étranglement calibré 23, de préférence réglable, cet étranglement étant, par exemple, réalisé par l'extrémité d'une vis de réglage 23a. Avantageusement, le canal de fuite est relié au réservoir R par l'intermédiaire du canal de décharge 7.
Le fonctionnement de la pompe montrée à la fig. 3 est le suivant : dans sa course de refoulement, le piston 2, en se déplaçant vers le haut de la fi-. 3 à partir de la position montrée, ferme d'abord le débouché du conduit d'alimentation 3, puis refoule le combustible à travers la soupape 5. L'injection commence et se poursuit jusqu'au moment où la pression monte suffisamment pour soulever le clapet 6, ce qui détermine la fin de l'injection puisque le combustible est alors refoulé par le canal de décharge 7.
Dès que le clapet 6 se soulève, il démasque l'ori fice l2a et une certaine quantité de combustible est refoulée à travers le clapet 21 dans la chambre 16 sous l'épaulement 15.
La soupape 6a se trouve ainsi bloquée, comme dans la forme d'exécution précédente, par une sorte de coin liquide inséré sous son épaulement 15. La suppression de ce coin liquide est liée à la durée mise par le combustible pour s'échapper de la chambre 16 sous l'action du ressort de rappel 8, à travers l'étranglement 23, cette durée étant indépendante de la vitesse du moteur et dépendant seulement de l'im- portance de l'étranglement 23 et de la force du res sort 8 réglable à l'aide de la vis 9.
On conçoit donc que, si le piston 2 de la pompe remonte avant que le clapet 6 n'ait eu le temps de retomber sur son siège (vitesse du moteur dépassant une certaine vitesse-plafond), la soupape reste ouverte par suite de la formation d'une sorte de butée liquide (voir le brevet suisse No 351438) et il n'y a plus injection. Le moteur est donc ramené à sa vitesse-plafond ou au-dessous de celle-ci. Le réglage de cette vitesse-plafond se fait en agissant sur la vis 23a ou la vis 9, lesquelles vis peuvent éven tuellement être liées entre elles par tout moyen ciné matique approprié.
Il est à noter que, dans la forme d'exécution représentée à la fig. 3, le conduit 12 n'est pas néces sairement branché directement sur le cylindre 1, mais pourrait aussi bien partir de n'importe quel point de la canalisation 4 allant de la pompe au moteur.
Reciprocating pump Reciprocating liquid pumps generally include a discharge channel controlled by an automatic flap valve capable of moving away from its seat at each cycle as soon as the discharge pressure exceeds a predetermined maximum value.
It is known that the known pumps of this type present the following drawback: as soon as the valve moves away from its seat, the discharge pressure drops suddenly due to the opening of the discharge channel, which closes the valve, the pressure rises again, the valve opens, closes again, and so on. The supply to the device to which the pump is connected is therefore not completely stopped as soon as the delivery pressure, in the absence of a valve, risks exceeding the aforesaid maximum value.
In the particular case where the device in question is an injector, this undesirable phenomenon is generally called bleeding.
The object of the invention is to remedy the drawback mentioned above.
The reciprocating pump according to the invention, comprising a flap valve which releases a discharge orifice when the discharge pressure of the pump exceeds a determined value, which causes a drop in this discharge pressure, is characterized in that said valve opens a second orifice communicating, on the one hand, with a source of pressurized liquid and, on the other hand, with a chamber which is located, when the valve is in its open position, under a shoulder secured to the valve of said valve,
which is thus held in its open position by the liquid under pressure brought into this chamber through the second orifice. The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the pump which is the subject of the invention.
Fig. 1 shows, in schematic axial section, an injection pump constituting the first embodiment.
Fig. 2 shows a detail of FIG. 1 in a different operating position.
Fig. 3 finally shows, similar to FIG. 1, an injection pump constituting the second embodiment.
Each of the pumps shown in the drawing and constituting a fuel injection pump, for example for a diesel engine, comprises a cylinder dre 1 in which a piston 2 operates, driven in a reciprocating movement by any kinematic means. appropriate, for example by a cam not shown. In fig. 1 and 3, the piston 2 is shown in the vicinity of its external dead center (in this case bottom dead center).
A supply channel 3, connected to a fuel tank R, opens into cylinder 1 at a level such that it is open when the piston is at bottom dead center but closed by the piston when the latter rises in the cylinder .
A delivery channel 4, connected to the injector or injectors (not shown) of the engine, opens into the cylinder at a level such that it is open, whatever the position of the piston, and a valve 5 of non-return, possibly arranged as a re-suction valve, is arranged in this channel 4.
This being the case, one manages to obtain, during the delivery stroke of the piston, an increase in the pressure of the fuel delivered by the pump as the stroke of the piston 2 increases and one climbs on the path of the piston. fuel delivered, and in particular on the end wall of cylinder 1, an automatic so-called leakage valve 6a arranged such that, when the pressure of the fuel delivered by the pump reaches a determined maximum value, it opens automatically, under the effect of this pressure,
a discharge duct 7, connected to the reservoir R and of a size such that the injection is stopped. The aforementioned increase in pressure may be due, on the one hand, to the fact that the kinematic means (cam or the like) which drive the piston 2 accelerate the latter along its path and, on the other hand, to the pressure drop produced by the injector.
It is known that self-regulation is thus obtained because, as soon as the engine speed increases as a result of an accidental or fortuitous reason, the set pressure of the valve is reached for a lower stroke amplitude of piston 2 and the quantity of fuel injected in each cycle decreases, which tends to return the engine to its initial speed.
The setting pressure of the valve 6a is determined by a spring 8, the initial tension of which can be adjusted by a device 9, for example a screw.
When the flap 6 of the valve 6a rises and clears the discharge channel 7, the pressure drops suddenly in the cylinder 1, which risks closing the valve again and causing it to oscillate or flutter which obviously results in by parasitic injection phenomena or drooling.
To remedy this drawback, it has already been proposed to arrange the valve so that the section on which the pressurized fuel acts increases abruptly as soon as the valve 6 is detached from its seat (see fig. 2), and this. by giving the diameter d of the shutter part of the valve a value greater than that of the diameter dl of a pipe <B> 11 </B> joined together with cylinder 1 at seat 10.
But this solution only attenuates the undesirable phenomena in question. To completely suppress these phenomena, the pump is made to include a chamber, limited in part by a shoulder integral with the valve 6, into which opens a duct 12 connected to the discharge of the pump, this duct being controlled by said valve valve. so that it communicates with said chamber only when the valve is moved away from its seat 10.
According to an advantageous solution, the valve 6 is made to include two cylindrical parts of different diameters, each guided in bores 13 and 14 (FIG. 2) of corresponding diameters, the large-diameter bore 14 receiving the conduit 12 at a level such that the outlet 12a of this duct is closed off by the large diameter part (D) of the valve when the latter is on its seat (fig. 1 and 3),
and is located opposite the part of smaller diameter when the valve is moved away from its seat (fig. 2). The small diameter part is preferably confused with the aforementioned obturating part (diameter a #, while the large diameter part (D) is located beyond the first relative to the seat 10.
The shoulder and the aforementioned chamber are therefore formed, respectively, by the connection surface 15 between the two parts of the valve with different diameters, and by the annular volume 16 (FIG. 2) which is released by the open valve.
It is, of course, necessary to provide means to ensure the filling of the chamber 16 with pressurized fuel from the opening of the outlet 12a and to allow the fuel trapped in the chamber 16 to be discharged at the latest at the end of the return stroke of the piston 2 and, consequently, the valve 6 to fall back on its seat before the start of the consecutive delivery.
According to the first embodiment (fig. 1 and 2), these means are constituted by making the duct 12 from cylinder 1, via an orifice 12b located at a level such that it is closed shortly after the duct of The feed 3 is itself closed off and a pressurized fuel accumulator is added to the conduit 12 to compensate for the increase in the volume offered to the fuel trapped in the conduit 12 following the opening of the chamber 16.
The accumulator in question may consist of a piston 17 housed in a chamber 18 permanently communicating with the duct 12, the piston 17 being biased by a spring 19.
The assembly is advantageously completed by a filiform duct 20 connecting the underside of the shoulder 15 to the reservoir R, preferably via the discharge channel 7.
The operation of the pump shown in fig. 1 and 2 is as follows: in its delivery stroke, the piston 2, moving upwards in fig. 1 from the position shown, first closes the outlet of the supply duct 3 and then discharges fuel into the duct 12, the port 12a of which is then closed by the valve 6a. The piston 17 of the accumulator therefore moves back, compressing the spring 19 until the orifice 12b is closed by the piston 2 of the pump.
At this time, chamber 18 constitutes a reserve of pressurized fuel.
As piston 2 continues to rise, fuel is pumped through valve 5 and injection begins and then continues until the pressure rises sufficiently (as explained above) to lift valve 6 ( fig. 2), which determines the end of the injection, since the fuel is then discharged through the discharge channel 7. As soon as the valve 6 rises, it unmasks the orifice 12a and the piston 17 discharges, thanks to to the spring 19, the fuel from the chamber 18 to the chamber 16, that is to say under the shoulder 15.
The valve <I> 6a </I> is thus blocked in the open position by a sort of liquid wedge thus inserted under the shoulder 15, which overcomes the drawback mentioned above. The conduit 20 allows the fuel, which could have infiltrated under the shoulder 15 before the opening of the valve, to escape without causing a premature lifting of the latter. This duct is thin enough so that it creates sufficient back pressure to allow the valve 6 to be kept raised at least until the moment when the piston has completed its useful upward stroke.
When piston 2 descends, valve 6a begins to descend, unless it has started to do so a little earlier due to leaks through duct 20. Then piston 2 unmasks port 12b , the piston 17 of the accumulator and the valve 6 are pushed back onto their seats by the springs 19 and 8 respectively (FIG. 1), and the cycle begins again.
According to the second embodiment, the means are constituted allowing the fuel to fill the chamber 16 and to evacuate therefrom before the start of the next delivery stroke of the piston 2, by starting from the cylinder 1 the duct 12 by an orifice 12c (fig. 3) located at a level such that it is never masked by the piston 2, by establishing in the duct 12 a non-return valve 21 and by providing the chamber 16 with a leakage channel 22 with calibrated constriction 23, preferably adjustable, this constriction being, for example, produced by the end of an adjusting screw 23a. Advantageously, the leakage channel is connected to the reservoir R via the discharge channel 7.
The operation of the pump shown in fig. 3 is as follows: in its delivery stroke, the piston 2, moving upwards from the fi. 3 From the position shown, first close the outlet of the supply line 3, then deliver the fuel through the valve 5. The injection begins and continues until the pressure rises enough to raise the fuel. valve 6, which determines the end of the injection since the fuel is then discharged through the discharge channel 7.
As soon as the valve 6 rises, it unmasks the orifice l2a and a certain quantity of fuel is discharged through the valve 21 into the chamber 16 under the shoulder 15.
The valve 6a is thus blocked, as in the previous embodiment, by a sort of liquid wedge inserted under its shoulder 15. The elimination of this liquid wedge is linked to the time taken by the fuel to escape from the valve. chamber 16 under the action of the return spring 8, through the constriction 23, this duration being independent of the speed of the motor and depending only on the size of the constriction 23 and the force of the res out 8 adjustable using screw 9.
It is therefore understood that, if the piston 2 of the pump rises before the valve 6 has had time to fall back on its seat (engine speed exceeding a certain ceiling speed), the valve remains open as a result of the formation of a kind of liquid stopper (see Swiss patent No 351438) and there is no more injection. The engine is therefore brought back to its ceiling speed or below it. This ceiling speed is adjusted by acting on screw 23a or screw 9, which screws can possibly be linked together by any suitable cine matic means.
It should be noted that, in the embodiment shown in FIG. 3, the pipe 12 is not necessarily connected directly to the cylinder 1, but could also start from any point of the pipe 4 going from the pump to the engine.