<B>Pompe alternative</B> L'invention a pour objet une pompe alternative, par exemple une pompe à combustible, cette pompe comportant un piston auxiliaire susceptible de se déplacer, sous l'effet du liquide refoulé par le piston principal de la pompe et à l'encontre d'une force de rappel, dans un cylindre auxiliaire divisé par le piston auxiliaire en deux chambres, la première reliée au cylindre principal dans lequel travaille le piston principal de la pompe et la seconde communiquant avec le conduit de refoulement de la pompe muni d'un clapet de non-retour,
cette pompe étant carac térisée en ce que les deux chambres sont en commu nication l'une avec l'autre par un conduit qui bypasse le piston auxiliaire au moins pour certaines positions de celui-ci, un organe obturateur intercalé dans ce conduit de bypass étant commandé de façon telle en synchronisme avec le piston principal qu'il ferme ledit conduit de bypass pendant la course de refoulement du piston principal,
et en ce qu'un conduit de dé charge qui débouche dans le cylindre auxiliaire à un endroit intermédiaire de sa longueur et qui commu nique avec la susdite première chambre lorsque le piston auxiliaire a accompli une certaine course dans le cylindre auxiliaire, est muni d'au moins, un étrangle- ment, tandis qu'un second conduit de décharge est mis en communication, par le piston auxiliaire, avec la se conde chambre au même moment où le premier con duit de décharge est mis en communication avec la première chambre,
la lumière par laquelle le conduit de bypass débouche dans la seconde chambre étant disposée à un endroit tel que cette lumière soit fermée lorsque lesdits conduits de décharge sont ouverts.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'invention.
La fig. 1 montre, en coupe axiale, les parties essentielles d'une pompe d'injection de combustible constituant la première forme d'exécution. La fig. 2 montre, aussi en coupe axiale, les élé ments essentiels d'une pompe d'injection plus per fectionnée encore que celle représentée à la fig. 1 et constituant- la deuxième forme d'exécution.
La fig. 3, enfin, montre une variante des moyens provoquant l'étranglement du conduit de décharge. Les pompes alternatives représentées sont des pompes d'injection de combustible (gasroil, essence, etc.) pour moteurs à combustion interne. La pompe représentée à la fig. 1 comporte un cylindre prin cipal 1 dans lequel travaille un piston principal 2 entrainé par des moyens non représentés, par exem ple par une came. Dans le cylindre 1 débouche un conduit d'alimentation 4 par une lumière 3, cette lumière 3 étant démasquée lorsque le piston 2 se trouve à son point mort bas (ou extérieur) repré senté au dessin.
Avec le cylindre principal 1 de la pompe com munique,- par l'intermédiaire d'un conduit.5 compor tant un clapet de non-retour 6, la chambre inférieure 7a d'un cylindre 7 dans lequel peut se déplacer un piston auxiliaire appelé, ci-après, navette 8 qui divise le cylindre 7 en deux chambres<I>7a</I> et<I>7b.</I> Dans la chambre supérieure 7b est logé un ressort antago niste 9 dont la tension est de préférence réglable à l'aide d'une vis 10 et qui cherche à maintenir ou à ramener la navette 8 dans sa position de repos pour laquelle la navette est appliquée contre un épaule ment 11 que présente l'extrémité inférieure du cylin dre 7.
De la chambre 7b du cylindre 7, avantageuse, ment sur sa paroi latérale au voisinage de son extré mité supérieure, part un conduit de refoulement 12 comportant un clapet de non-retour 13 et relié à l'injecteur ou aux injecteurs à alimenter par la pompe en question.
De plus, la chambre 7a est reliée à la chambre 7b par un conduit 14 qui, au moins pour certaines positions de la navette 8, bypasse celle-ci et qui est commandé par un tiroir 15 ou un organe analogue de façon telle qu'il soit fermé pendant la course de refoulement (course ascendante) du piston principal 2 de la pompe et qu'il soit ouvert pendant la course d'aspiration (course descendante) de ce piston et éventuellement pendant la période où le piston 2 est arrêté à son point mort extérieur (position repré sentée aux figures).
Afin que le tiroir 15 puisse agir de cette façon, il est disposé dans un cylindre 16 qui, à l'une de ses extrémités, communique, par l'intermédiaire d'un conduit 17 et à un endroit situé en amont du clapet de non-retour 6, avec l'intérieur du cylindre principal 1 de la pompe.
De plus, à l'autre extrémité du cylindre 16, se trouve un res sort 18 dont le tarage est de préférence inférieur à celui du ressort de rappel 19 du clapet 6 et qui tend à maintenir le tiroir 15 dans une position pour laquelle ce tiroir est appliqué contre un épaulement 20 et ouvre le conduit 14 à l'aide d'une gorge 21 ou d'un canal transversal usiné dans le tiroir 15. La position finale opposée du tiroir 15 est déterminée par l'application d'une butée 22 contre le fond du cylindre 16.
Le conduit 14 peut déboucher dans la chambre 7a du cylindre 7, ou bien au-dessous de l'épaule ment 11 déterminant la position de repos de la navette 8, ou bien immédiatement au-dessus de cet épaulement. Dans ce dernier cas, la navette 8, quand elle est dans sa position de repos, ferme la lumière par laquelle le conduit 14 débouche dans la chambre 7a (voir les figures).
Sur le cylindre 7 est encore branché, à une dis tance a au-dessus de l'épaulement 11, un conduit de décharge 23 qui décharge la chambre 7a du cylindre 7, lorsque la navette 8 est remontée dans le cylindre 7 d'une longueur suffisante pour décou vrir la lumière 23a par laquelle le conduit de dé charge 23 débouche dans le cylindre 7.
Ledit conduit de décharge 23 comporte un étran glement 24, de préférence réglable, par exemple à l'aide d'une vis-pointeau 25. De plus, on fait en sorte que la navette 8, dès qu'elle ouvre le conduit de décharge 23, ferme la lumière 14a par laquelle le conduit 14 débouche dans la chambre 7b du cylindre 7 et décharge en même temps cette cham bre. A cet effet, la lumière 14a se trouve à une distance égale aussi à a au-dessus de la navette 8 lorsque celle-ci est appliquée contre l'épaulement 11.
Afin que la navette 8 décharge la chambre 7b au moment où elle ouvre la lumière 23a et où elle ferme la lumière 14a, il est pratiqué, d'une part, dans la navette 8, un canal 26 dont l'une des extrémités débouche dans la surface supérieure de la navette et dont l'autre extrémité débouche, par une lumière 26a, dans la paroi latérale de la navette et, d'autre part, dans le corps de la pompe, un conduit de décharge 27 muni d'un clapet de non-retour 27a et qui débouche dans le cylindre 7 par une rainure longitudinale 28,
l'extrémité inférieure de cette rai nure se trouvant à une distance a au-dessus de la lumière 26a lorsque la navette 8 est appliquée contre l'épaulement 11, tandis que la rainure maintient la communication entre les conduits 26 et 27, une fois la décharge commencée.
Le fonctionnement de la pompe comportant les éléments qui viennent d'être indiqués (à l'exclusion de certains éléments supplémentaires représentés à la fig. 1 mais qui sont décrits plus loin) est le sui vant: Lorsque le piston principal 2 de la pompe monte, à partir de son point mort bas vers le haut, dans son cylindre 1, il ferme la lumière 3 du conduit d'alimentation 4 et met sous pression le combustible renfermé dans le cylindre 1. Par suite de cette mise sous pression, le tiroir 15 est déplacé vers le haut et ferme le conduit 14.
Ensuite, le combustible re foulé par le piston 2, lors de sa course de refoule ment (course ascendante), déplace la navette 8 dans le cylindre 7 au moins jusqu'au moment où la na vette 8 découvre la lumière 23a.
Si l'étranglement 24 n'existait pas ou s'il était, par suite du retrait du pointeau 25, largement ouvert, la navette 8 s'ar rêterait immédiatement après avoir ouvert le con duit de décharge 23 et s'immobiliserait dans cette position, l'excédent de combustible encore refoulé par le piston 2 qui n'a pas encore terminé à ce moment sa course ascendante, s'échappant alors à travers le conduit 23.
Au moment où le piston prin cipal 2 de la pompe commence son mouvement des cendant, le tiroir 15 étant repoussé vers son épaule ment 20 et ouvrant ainsi le conduit 14, la navette 8 pourrait alors immédiatement refermer la lumière 23a, descendre dans le cylindre 7 et refouler le com bustible, qui se trouve dans la chambre 7a, à travers le conduit 14 dans la chambre 7b d'où cette même quantité de combustible serait refoulée par la na vette à travers. le conduit de refoulement 12 vers les injecteurs lors de la prochaine remontée du piston 2 et de la navette 8. Il n'y aurait pas d'autorégula tion du débit.
Le fonctionnement est cependant différent lors que le conduit 23 comporte un étranglement 24 suf fisamment important. Alors la navette 8 ne s'arrête pas lors de son mouvement ascendant dès qu'elle a ouvert la lumière 23a du conduit d'échappement 23 mais continue, après avoir déchargé la chambre 7b du cylindre 7, par l'intermédiaire des conduits 26 et 27, et après avoir fermé la lumière 14a du conduit 14, son mouvement ascendant d'une longueur dont l'importance dépend de la vitesse d'entraînement du piston 2 de la pompe, vitesse qui elle-même est fonc tion de la vitesse du moteur sur lequel est montée la pompe d'injection en question.
En effet, par suite de l'étranglement 24, la chambre 7a reste soumise à une certaine pression pratiquement jusqu'au mo ment où le piston 2 a atteint sa position la plus haute (point mort intérieur) dans le cylindre 1, tan- dis que la chambre 7b est mise à la pression atmo sphérique par les conduits 26 et 27.
On sait qu'un étranglement crée une perte de charge qui augmente comme une puissance, plus grande que UN , de la vitesse.
EMI0003.0001
<U>vitesse <SEP> de <SEP> la <SEP> navette <SEP> 8</U>
<tb> Le <SEP> rapport <SEP> augmente
<tb> vitesse <SEP> du <SEP> piston <SEP> 2 donc en tous points de la course quand la vitesse du piston 2 augmente et le chemin parcouru par la navette 8 croît donc pour une course donnée du piston 2 lorsque la vitesse de ce dernier croît. Par conséquent, la navette 8 montera d'autant plus haut au-dessus de la lumière 23a dans le cylindre auxi liaire 7 que la vitesse d'entraînement du piston 2 montera.
En montant dans le cylindre 7 au-dessus du niveau de la lumière 23a, la navette refoule, dans le réservoir, à travers les conduits 26 et 27, une quantité de combustible qui est proportionnelle à la longueur de la course de la navette au-delà de la position pour laquelle elle a ouvert la lumière 23. En redescendant, lorsque le piston 2 lui-même re descend, la navette crée donc d'abord un vide cor respondant dans la chambre 7b. De plus, lors de sa redescente, la navette 8 refoule le combustible enfermé dans la chambre 7a, à travers le conduit de décharge 23, jusqu'au moment où elle ferme, d'une part, la lumière 23a et ouvre, d'autre part, la lumière 14a.
Supposons que la vitesse d'entraîne ment du piston 2 de la pompe, et par conséquent la vitesse du moteur sur lequel cette pompe est montée, soient inférieures à une vitesse plafond- déterminée dont il sera parlé ci-après, la navette, après avoir fermé la lumière 23a et ouvert la lumière 14a, re tombe brusquement sur l'épaulement 11 en refoulant une quantité de combustible, correspondant à la course a, à travers le conduit 14, dans la chambre 7b.
Cette quantité de combustible doit d'abord rem plir le vide qui s'est formé au-dessus de la navette 8 dans cette dernière chambre et dont l'importance dépend de la longueur de course avec laquelle la navette a dépassé, lors de sa montée précédente, la position pour laquelle elle a ouvert le conduit de décharge 23, et seule la différence entre la quantité correspondant à la course a et la quantité correspon dant à ce vide est réellement refoulée hors de la pompe à travers le conduit de refoulement 12 vers l'injecteur ou les injecteurs.
Il en résulte que cette dernière quantité est d'au tant plus petite que la vitesse d'entraînement du pis ton 2 est plus grande et que la montée de la navette 8 dans le cylindre 7 est plus importante.
Il y a donc autorégulation du débit de la pompe en fonction de la vitesse.
De plus, à partir d'une certaine vitesse de la pompe correspondant à la vitesse plafond du moteur que celui-ci ne doit pas dépasser, tout débit de la pompe cesse. En effet, lorsque la navette 8 redescend, de sa position haute jusqu'à la position où elle ferme la lumière 23a et ouvre la lumière 14a, la vitesse de descente de la navette est freinée par l'étrangle ment 24 à travers lequel doit s'écouler le combus tible refoulé par la navette lors de cette première partie de course descendante.
Si, par suite d'une augmentation de. la vitesse d'entraînement du pis ton 2 de la pompe, le temps que la navette met pour accomplir la susdite première partie de sa course descendante devient égal au temps que le piston de la pompe 2 met entre le début de sa course d'aspira tion (course descendante) et le début d'une nouvelle course de refoulement (course montante), le nouveau jet de combustible refoulé par le piston 2 empêche la navette 8 d'accomplir la deuxième partie de la course descendante, c'est-à-dire la partie pendant la quelle elle retombe, après la fermeture de la lumière 23a,
sur l'épaulement 11 et la navette remonte im médiatement dans le cylindre 7 sans avoir pu refouler du combustible à travers le canal 14 dans la cham bre 7b de ce cylindre.
La pompe représentée à la fig. 1, même si elle ne comporte que les éléments qui ont été décrits ci- dessus, permet donc une autorégulation du débit avec une vitesse plafond pour laquelle tout débit vers l'extérieur est arrêté.
Pour améliorer encore l'effet d'autorégulation, il est avantageux de faire varier encore, en fonction de la vitesse d'entraînement du piston 2 de la pompe, la longueur de la deuxième partie de la course des cendante de la navette 8, c'est-à-dire la longueur du trajet que la navette accomplit dans le sens descen dant dans le cylindre 7 après la fermeture de la lumière 23a et l'ouverture de la lumière 14a en ayant recours, dans la chambre 7a du cylindre 7, au phénomène dit de butée liquide tel qu'il a été décrit dans le brevet suisse No 351438. A cet effet, on prévoit, dans le canal 14, un étranglement 29, de préférence réglable à l'aide d'une vis-pointeau 30.
Il s'ensuit que le mouvement descendant de la navette 8, après la fermeture de la lumière 23a et l'ouverture de la lumière 14a, reste freiné par suite dudit étranglement 29. Il en résulte que la longueur de la deuxième partie de la course descendante de la navette 8, c'est-à-dire la course descendante que cette navette accomplit après la fermeture de la lu mière 23a et l'ouverture de la lumière 14a, -est d'au tant plus raccourcie et que la quantité de combus tible refoulée par la navette 8 de la chambre 7a dans la chambre 7b d'autant plus diminuée que la vitesse d'entraînement du piston 2 augmente au- dessus d'une vitesse donnée,
c'est-à-dire au-dessus de la vitesse pour laquelle la navette 8, par suite du freinage dû à l'étranglement 29, ne peut plus attein dre l'épaulement 11.
L'augmentation du vide dans la chambre 7b, lorsque la vitesse d'entraînement du piston de la pompe monte, va donc de pair avec une diminution du combustible refoulé par la navette dans cette même chambre 7b. On obtient donc une autorégula tion particulièrement efficace du débit de la pompe.
La finesse de cette autorégulation est donnée par les facteurs suivants Si on désigne par t1 le temps que la navette met pour descendre de sa position haute jusqu'au mo ment où elle ferme la lumière 23a et ouvre la lumière 14a, et si on désigne par t., le temps que la navette met, à partir de ce dernier moment jusqu'à son arrêt par la butée liquide, on obtient pour le temps total T de descente de la navette la formule T = t1 -!- t, .
De plus, on désigne par, & le temps entre le début de la course descendante du piston 2 et le début de la course ascendante consécutive de ce même piston. Pour la vitesse plafond le î# correspondant, appelé , & n, devient égal à t1.
Si pour la vitesse d'entrâmement du piston 2, pour laquelle la butée liquide commence juste à se former, le temps t1 est, par exemple, égal à quatre t2, on atteint la vitesse plafond pour une variation de î# égale à 1/s de la valeur que 0 avait juste au moment où la butée liquide commençait à se former. On aura donc un arrêt total de l'injection pour une variation de 20 9/o de la vitesse.
En fait, la limitation de la vitesse a lieu avant la coupure totale de l'in jection, l'injection d'une certaine quantité de com bustible étant nécessaire pour vaincre la force de frottement du moteur. Le rapport de 20% pourra même être inférieur à 15 % et on
aura une régula- tion toutes vitesses . On peut obtenir une régula tion fine à une valeur prédéterminée, même pendant le fonctionnement du moteur, en agissant, ou bien sur les étranglements, ou bien sur la force du res sort 9. Pour travailler à régulation constante, le moyen le plus simple est d'agir sur la vis 10 pour faire varier la tension du ressort 6, au lieu de tou cher aux vis-pointeaux 25 et 30 dont la commande devrait alors être conjuguée, ce qui serait plus diffi cile à réaliser.
Dans le dispositif représenté à la fig. 1, le même étranglement 24 sert, d'une part, à créer la pression dans la chambre 7a qui fait monter la navette 8 au-dessus de la position pour laquelle elle ouvre la lumière 23a et, d'autre part, à freiner le combus tible refoulé par la navette lorsqu'elle descend vers la position pour laquelle elle referme la lumière 23a. Cependant, dans certains cas, il est préférable de pré voir des étranglements différents agissant respecti vement pendant la montée de la navette dans le cylindre 7 et pendant la descente de la navette dans ce cylindre.
A cet effet, on pourrait évidemment prévoir des moyens qui, en fonction du mouvement de la navette, agissent sur un élément dont la posi tion détermine la section de l'étranglement. Il semble cependant plus avantageux d'avoir recours aux moyens représentés à la fig. 2 et selon laquelle le conduit de décharge 23 se divise en deux branches 31, 32 dont chacune comporte un étranglement dési gné respectivement par 33, 34, ces étranglements étant de préférence réglables, par exemple à l'aide de vis-pointeaux désignées respectivement par 35 et 36.
De plus, on commande ces deux branches 31, 32 du conduit de décharge par un tiroir 37 dépla- çable dans un cylindre 38, dans un sens par la pres sion qui règne dans le cylindre 1 de la pompe lors que son piston 2 accomplit sa course de refoulement et, dans l'autre sens, par un ressort antagoniste 39. Afin de faire agir la pression régnant dans le cylin dre 1 sur ledit tiroir, on relie l'extrémité inférieure du cylindre 38 par un conduit 40, au cylindre 1 à un endroit situé en amont du clapet 6.
On pratique, dans le tiroir 38, deux gorges 41 et 42 ou des canaux transversaux, à des endroits tels que, pour l'une des positions du tiroir (celle pour laquelle le combustible dans le cylindre 1 se trouve sous pression) la bran che 31 soit ouverte et la branche 32 soit fermée, tandis que, pour l'autre position finale du tiroir 37 (celle représentée dans les dessins) la branche 32 soit ouverte et la branche 31 soit fermée.
Selon une variante non représentée par les des sins, on pourrait réunir, en un seul tiroir, les deux tiroirs 3 8 et 15.
La pompe représentée sur la fig. 2 comporte encore un canal 48 dont l'une des extrémités est branchée sur le conduit 14 en un endroit situé entre le tiroir 15 et l'étranglement 29, et dont l'autre extrémité débouche dans le cylindre 7 à un endroit situé à une certaine distance au-dessus de la lumière 14a par laquelle le canal 14 débouche dans ce même cylindre. Ce canal peut être ouvert ou fermé, par exemple par une vis-pointeau 49 qui peut également servir à régler la section libre du canal 48. Pendant le fonctionnement normal de la pompe, le canal 48 est formée par la vis-pointeau 49.
Par contre, quand le canal 48 est ouvert, il assure, notamment pen dant le démarrage du moteur sur lequel est montée la pompe, un surdébit dont le volume peut être au maximum égal à une quantité ayant le diamètre du cylindre 7 et une hauteur axiale égale à la distance axiale entre la lumière 14a et la lumière 48a par laquelle le canal 48 débouche dans le cylindre 7.
Bien entendu, à la place du canal 48, on peut appliquer aux pompes décrites d'autres dispositifs de surdébit, par exemple ceux décrits dans le brevet No 351438.
Selon une variante et pour améliorer encore l'effet d'autorégulation, on peut s'arranger pour que certains étranglements, au lieu d'être fixes bien qu'ajustables (voir fig. 1 et 2) subissent une modi fication de leur section afin de provoquer une varia tion de la perte de charge. A cet effet et pour ce qui est des étranglements des branches de décharge 31, 32, il semble particulièrement avantageux d'avoir recours à un mouvement temporisé du tiroir 37 afin de provoquer une fermeture progressive des conduits à la commande desquels il sert.
Dans la variante représentée à la fig. 3, la fer meture progressive par le tiroir 37 ne s'applique qu'à la branche 31 qui alors n'a plus besoin de l'étran glement fixe et ajustable 33, tandis que la branche 32 a conservé l'étranglement 34, ajustable par la vis-pointeau 36.
Afin d'obtenir une fermeture progressive de la section de la branche 31 par les sections conjuguées de cette branche et la gorge 41 du tiroir 37, on munit ce tiroir d'une tige 43 qui bute contre un chapeau 44 appliqué par un ressort 45 contre une base 46 après que le tiroir 41 a parcouru, sous l'effet du combustible comprimé dans le cylindre 1 de la pompe, une course<I>b</I> -h <I>d (d</I> étant égal à la hauteur du conduit 31) juste suffisante pour que la paroi supérieure de la gorge 41 effleure la partie supérieure de la paroi du conduit 31 et a assuré ainsi, au début l'ouverture complète de ce conduit.
On comprend que les sections conjuguées desdits gorges et conduits se masquent ensuite progressive ment en fonction, d'une part, de la pression qui règne dans le cylindre 1 de la pompe et dans le conduit 40 qui relie ce cylindre au tiroir 37 du cylindre 38, et, d'autre part, de la compression du ressort 45.
En donnant auxdites sections conjuguées des for mes appropriées, on peut réaliser toutes valeurs vou lues pour la variation de la perte de charge, perte due à l'étranglement produit par ces sections. C'est ainsi qu'on peut obtenir que la perte de charge augmente comme une puissance plus grande que DEUX de la vitesse. On peut, par exemple, faci lement atteindre la puissance QUATRE .
Au lieu de rendre progressive la fermeture des sections conjuguées par le ressort 45 dont la tension est d'ailleurs avantageusement réglable à l'aide d'une vis 47, on peut aussi freiner le mouvement du tiroir 37 par un liquide qui serait, dans ce cas, refoulé par le chapeau 44 agissant en tant que piston à travers un étranglement éventuellement réglable.